1-laboratoriya ishi paraboloid turdagi kichik quyosh oshxonasining ish jarayonini o‘rganish ishning maqsadi

№1-LABORATORIYA ISHI

PARABOLOID TURDAGI KICHIK QUYOSH OSHXONASINING ISH JARAYONINI O‘RGANISH
Ishning maqsadi: Paraboloid turdagi konsentratorlarning tuzulishi, ishlash printsipi, va qo’llanilishi haqida umumiy ma’lumotga ega bo’lib, paraboloid turdagi kichik quyosh oshxonasining ish jarayonini o’rganib amaliy jihatdan hisoblab chiqishni o’rganadi.

Tayanch iboralar: Quyosh energiyasi, Quyosh nuri oqimi, konsentrator, botiq ko’zgu, paraboloid, paraboloslindrik, fokal tekislik, konsentratsiyalash koeffitsienti, apertura burchagi, radiatsiya, reflector, termojuft.

Kerakli jihozlar: Tajriba natijalarini aniqlash uchun paraboloid turdagi kichik quyosh konsentratori, haroratni o’lchash uchun termometrlar.

Ishning davomiyligi – 4 soat.

1. 
   NAZARIY MA’LUNOTLAR
   

Qadim zamonda odamlar Quyosh energiyasidan foydalanish haqida chuqur mulohaza yuritgan. Afsonalarga qaraganda yunon faylasufi Arximed ko’zgular yordamida dushmanlarning kemasini yo’qotgan. 1 – quyosh isitgichi fransiyalik J.Byuffon tomonidan yaratilgan. U katta qavariq shisha yaratib Quyosh nurlarini 1 ta fokusga yiqgan. Bu qurilma Yerning 68m balandlikda joylashgan bo’lib yerdagi quruq o’tishlarini yondirgan. Keyinchalik shved olim N.Sossyur 1 – suv isitgich moslamasini yaratdi. Bu qurilma taxtali idishning ichidagi suv 88 ⁰C gacha qurigan xolos. 1774 – yilda fransuz olimi A.Lauaze ilk bor linzalar uchun Quyosh issiqlik energiyasining konsentratsiyasini aniqlagan. Tez orada Angliyada juda katta ikkiyoqlama qavariq linza qaratilgan bo’lib, bu linza 3 soniyada cho’yan va muhitda granitni suyultirgan.

Er sirtiga deyarli parallel tushayotgan quyosh nurini to’plovchi qurilmalarga quyosh konsentratorlari deb yuritiladi.

Bu konsentratorlarning asosiy qismi botiq ko’zgudir. Botiq ko’zgu sirtiga tushgan nur uning fokusida o’tgan tekislik –fokal tekislikda to’lanadi.

Ko’zgu shakliga qarab konussimon, ellipsoslindrik, parabolaslindrik, paraboloid tipidagi quyosh konsentratorlari mavjud. Ayrim hollarda asosiy ko’zgu fokal tekisligida to’plangan nurni ko’zgu orqa tomoniga o’tkazish maqsadida ikkilamchi qaytaruvchi sirt o’rnatilgan.

Ko’zgu materiali sifatida 6-7 mm qalinlikdagi sayqallangan qalin shisha, 2-3 mm li oddiy deraza shishasi, sof A95 markali alyuminiy va hatto polimerlar ham ishlatilishi mumkin.

Sirtga tushgan quyosh nurini mumkin qadar ko’proq qaytarish maqsadida shisha sirti kumush yoki alyuminiy bilan qoplanadi. Ob-havo o’zgarishi ta’sirida bu qoplama buzilib ketmasligi uchun uning ustki qismi maxsus kimyoviy moddalar bilan surtiladi. Shisha ko’zguning nur qaytarish koeffitsienti 0.85-0.88, sirlangan alyuminiyniki 0.85-0.90 ga teng.

Nur qaytaruvchi sirt paraboloid va paraboloslindrik shakldagi quyosh konsentratorlar tobora keng qo’llanilmoqda. Fokal tekislikda hosil bo’ladigan yuqori temperaturadan suv qaynatish, sho’r suvni bug’latish yo’li bilan chuchuk suv olish, ovqat pishirish, sut qaynatish, kofe tayyorlash, metallarni payvandlash, qiyin eruvchi moddalarni eritish, elektr toki olish kabi qator ishlarni bajarish mumin.

Quyosh diametri Er sirtidan 32¹ burchak ostida ko’rinadi. Shuning uchun uning ikki chetki qismidan kelayotgan nur Er sirtiga 2¹ burchak ostida kelib tushadi.

Parabolik konsentratorning D=AC diametrli doira sirtiga effektiv appertura sirti, bu sirt tushayotgan burchak 2 ga apertura burchagi deb ataladi.

Effektiv apertura sirti S= () ni fokal tekislikda to’plangan nur dog’ining sirti S₀=d² ga nisbati konsentratorning konsentratsiyalash koeffitsienti deb ataladi.

Agar konsentrator sirtining nur qaytarish koeffitsientini deb olsak, fokal tekislikda to’plangan nur energiyasi Q₀ sirtga tushayotgan energiyaga nisbatan necha marta katta ekanligini topish oson:

Q= Q₀

ABC dan AC/AB=sin2 va AFM dan FM/AF=sin2

Bulardan AC/FM=D/d=, AB=AF

Bunga 2=32¹ va optimal apertura burchagi 2=120⁰ uchun diametrlar nisbatining kvadrati – konsentratsiyalash koeffitsientini hisoblaymiz.

Parabolik konsentrator uchun bu koeffitsient k=D/d= 93. Ideal konsentrator uchun Demak 1 m² er sirtiga tushayotgan quyosh nuri radiatsiyasining quvvati

Q₀= 815, Vt/m²

Q=1*8671*815 =70.67*10³ Vt/m².

Stefon-Bolsman qonuniga ko’ra, nurlanish energiyasi absolyut temperaturaning 4-darajasiga to’g’ri proportsionaldir.

Q=

Absolyut qora jism uchun

Stefan – Bolsman doimiysi Vt/(m²*K⁴).

2. 
   LABORATORIYA ISHINI SINOV UCHUN TAYYORLASH VA BAJARISH TARTIBI
   

Tajriba ishini bajarishdan oldin quyidagi ishlarni amalga oshirish lozim:

Paraboloid reflektorining diametrini o'lchang. Plastinkani joylashtiring. Paraboloid konsentratorni quyosh nuri tushush burchagiga to’g’rilang. Konsentratorni stolga va yordamchi postga qo'ying. Fokus nuqtasining diametrini o'lchang (1.1-rasm).

Formuladan foydalanib kontsentratsiya darajasini hisoblang.



bu erda D - paraboloid reflektorning diametri, m;

d - markazlashtirilgan joyning diametri, m;

R - aks ettirish koeffitsienti 0,8 gacha olinishi mumkin.

Kontsentrator quyosh radiatsiyasiga yo'naltiring. 50 ... 150 ml suv hajmini to’ldiring, o'rnatilgan haroratni o'lchang, o'rnatish vaqtini va isitishning boshlanishini yozib oling. Termojuftni ishlatib, suvning haroratini ma'lum bir davriylik bilan o'lchab ko'ring.



1.1-Rasm. Laboratoriya qurilmasining chizmasi:

1 – paraboloid reflektori; 2 – quyosh nuri oqimi 3 – bak; 4 –qizdirilgan jism; 5 – oyna; 6 – korpus; 7 – markazida nuqta.

3. 
   HISOBLASH TARTIBI
   

Energiya miqdori [J], quyidagi formulasi bilan hisoblab chiqiladi.

Q=(t_iss. –t_s.s.)

Qurilmaning o’rtacha quvvati quyidagicha aniqlanadi:



O'lchov va hisob-kitoblarning natijalari 1.1-jadvalda keltirilgan.

O'lchovlar va hisob-kitoblarning natijalari 1.1- Jadval

	Konsentratsiya-lash darajasi	Fokusli nuqtadagi harorat, ^0C...	Suv miqdori, ml.	Suvning boshlan-g’ich harorati ^0С	Suvning oxirgi miqdori, ^0С	Qizdirish uchun sarflangan vaqt, min.	Energiya-ning miqdori, Dj	O'rnatishning o'rtacha kuchi, Vt
Tajriba
Hisoblash

4. 
   ISH BO’YICHA HISOBOT
   

Hisobot quyidagilardan iborat bo’lishi kerak:

1. 
   Ishning qisqacha tavsifi.
   
2. 
   Qurilmaning printsipial sxemasi.
   
3. 
   Tajriba jadvali.
   
4. 
   Olingan natijalarning taxlili va xulosa.
   

5. 
   NAZORAT SAVOLLARI
   

1. 
   Quyosh energiyasidan foydalanish istiqbollari haqida ayting.
   
2. 
   Quyosh konsentratorlari nima maqsadda qo’llaniladi?
   
3. 
   Quyosh konsentratorlari qanday materiallardan tayyorlanadi?
   
4. 
   Quyosh konsentratorlari ishlash jarayoni qanday parametrlarga bog’liq?
   
5. 
   Quyosh konsentratorlarining afzalligi nimada?
   
6. 
   Paraboloid turdagi konsentrator qanday ishlaydi?
   
7. 
   Paraboloid turdagi konsentratorlarni qanday maqsadlarda qo’llaniladi?
   
8. 
   Paraboloid turdagi konsentratorlarning kamchilliklari nimada?
   
9. 
   Paraboloid turdagi konsentratorning konsentratsiyalash koeffitsienti deganda nimani tushunasiz.
   
10. 
    Paraboloid turdagi konsentrator qo’llanilganda qancha miqdordagi an’anaviy yoqilg’i tejab qolinadi.