УДК: 531/534
Аннотация: В работе рассматривается физико-математическая модель, описывающая устройства солнечного коллектора в различных положениях. Изначально, данная система описывается в максимально простейшей вариации, после чего демонстрируется подробная реализация данной системы, то есть приближение к реальным условиям, когда был проведён настоящий эксперимент с остальными измерениями. Приводимые всевозможные аспекты данной системы основываются на математическом аппарате для термодинамических, оптических, астрономических и квантовых систем, благодаря тому, что переменность выводимых результатов определяются именно переменностью имеющихся ситуаций, генерируемых в вышеуказанных направленностях.
Ключевые слова: солнечный коллектор, закономерность, физико-математическое моделирование, термодинамические процессы, удельная теплопроводность, температура.
Изначально, необходимо остановится на элементарном описании данной системы. Солнечный коллектор – это устройство, состоящее из водопровода, с полуцилиндрическим отражателем, который фокусирует попадающую на её поверхность солнечный свет в собственном фокусе, где и расположен водопровод. Это одна вариация данной установки, но также имеется и вторая вариация, с дополнительным фокусирующим контроллером, который выполняет функцию второго этапа фокусировки и благодаря нему, увеличивается общая эффективность.
Если описывать всю указываемую систему в классическом принципе, то достаточно воспользоваться считанным числом закономерностей, а именно, по константе падающего на м2 поверхности планеты, рассчитать падающую энергию на отражатель, указать, что он фокусируется в одной точке и отсюда вычислить температуру воды. Но это будет идеальная система, где имеются следующие допущения:
1. Система постоянна, то есть не наблюдается изменений освещения, смены времени суток;
2. Поверхность коллектора идеальна и схода с моделью идеальной линзы, которая фокусирует всё излучение в одной точке;
3. Поверхность самого водопровода идеальна, и состоит из абсолютно чёрного тела, то есть вещества, максимально поглощающего полученное излучение;
4. Система отражения установлена максимальной, то есть нет никакого излишнего рассеяния, излишнего отражения;
5. Вода в водопроводе идеально и без потерь принимает тепло, получаемое от облучения коллектором.
Представленные допущения являются максимально явными среди иных допущений и исследование будет направлено на то, чтобы сохранить общий принцип, но вместе с этим убрать эти допущения, придя к максимальной близости с реальной картиной, получаемой в результате на этапе эксперимента.
По условию нашей задачи, требуется определение температуры воды протекающей в трубе отражателя и при этом нагревающейся за час, при этом клапаны закрывающий проход открываются только в момент достижение температуры воды 60-ти градусов по Цельсию, а также при протекании воды без клапанов со скоростью 1 л/мин. Для определения этого, необходимо использовать (1).