> restart:#"m13_p07"

Calcular la energía comunicada al agua en un colector solar plano de 20 m2, cuando recibe una irradiación total i=800 W/m2, sabiendo que tiene una absortancia a = 0,92, una emisividad e = 0,15 y una transmitancia térmica al aire ambiente h = 3 W.m 2.K 1, para una temperatura del agua de 60 °C y del ambiente de 18 °C

Datos:

> read`../therm_eq.m`:read`../therm_const.m`:read`../therm_proc.m`:with(therm_proc):assume(x>0):unprotect(Re):

> su1:="Aire":su2:="H2O":dat:=[A=20*m_^2,i=800*W_/m_^2,alpha=0.92,epsilon[IR]=0.15,h=3*W_/(m_^2*K_),T1=(273+60)*K_,T0=(273+18)*K_];

[A = `+`(`*`(20, `*`(`^`(m_, 2)))), i = `+`(`/`(`*`(800, `*`(W_)), `*`(`^`(m_, 2)))), alpha = .92, epsilon[IR] = .15, h = `+`(`/`(`*`(3, `*`(W_)), `*`(`^`(m_, 2), `*`(K_)))), T1 = `+`(`*`(333, `*`(K_)...

Image

Eqs. const.:

> l2dat:=get_liq_data(su2):g1dat:=get_gas_data(su1):dat:=op(dat),Const,SI2,SI1:

a) Calcular la energía comunicada al agua.

En régimen estacionario, el balance energético del colector solar es:

> eqBE:=eq5_16;eqBE:=0=Wrad-Qconv-Qrad-Qwater;eqBE:=0=alpha*A*i-h*A*(T1-T0)-epsilon[IR]*sigma*A*(T1^4-T0^4)-Qwater;eqBE_:=Qwater=subs(dat,solve(eqBE,Qwater));

d(`*`(m, `*`(e))) = `+`(dW, dQ, Sum(`*`(h[t, e], `*`(dm[e])), i = 1 .. abert))
0 = `+`(Wrad, `-`(Qconv), `-`(Qrad), `-`(Qwater))
0 = `+`(`*`(alpha, `*`(A, `*`(i))), `-`(`*`(h, `*`(A, `*`(`+`(T1, `-`(T0)))))), `-`(`*`(epsilon[IR], `*`(sigma, `*`(A, `*`(`+`(`*`(`^`(T1, 4)), `-`(`*`(`^`(T0, 4))))))))), `-`(Qwater))
Qwater = `+`(`*`(11328.15269, `*`(W_)))

i.e. el agua recibe 11,3 kW.

>