[Fisica tecnica] Calcolo potenza termica collettore solare

[effez]

Sono alle prese con un esercizio che chiede di trovare la potenza termica netta entrante nel collettore solare attraverso la faccia superiore, con i seguenti dati:

- collettore solare con superficie di captazione pari a $3 m^2$ con fattore di vista tra il collettore ed il terreno pari a $0,2$
- radiazione solare incidente sul vetro del collettore, pari a $750 W/m^2$, viene riflessa in una percentuale pari al $10%$
- aria esterna $25°C$, coefficiente di scambio convettivo è pari a $20 W/(m^2K)$
- volta celeste e terreno sono corpi neri alle temperature rispettivamente di $-40°C$ e $15°C$
- temperatura superficiale della lastra esterna del collettore, assimilabile a corpo nero, è pari a $33 °C$, mentre le altre superfici del collettore sono perfettamente isolate
- si assume un regime stazionario

Per ricavare la potenza ho pensato di sommare il flusso solare $(0,1*750*3)$W con il flusso radiativo (che non capisco come trovarlo) ed il flusso convettivo $(3*20*(25-33))$ W. È giusto il ragionamento?

[effez]

Il flusso convettivo l'ho ricavato così: $area*h_(cv)*(T_(aria)-T_(col))$ ... è corretto?
Mentre ho dubbi sia sul calcolo del flusso solare che del flusso radiativo

[dRic]

Si devi sommare tutti i contribuiti dei flussi. Per quanto riguarda quello radiativo se non ricordo male devi usare la legge di Stefan-Boltzmann per un corpo nero. Prova un po' a cercare, io ricordo la guardai sul Cengel

[silverlight888]

Attenzione a non fare confusione tra flusso espresso in $W/m^2$ e potenza espressa in $W$. Per quanto riguarda i conti relativi alla convezione e al flusso solare mi sembra ok, per quanto riguarda il flusso radiativo esso risulta uscente dal sistema in quanto è emesso dal nostro corpo nero. Per calcolarti tale flusso basta semplicemente usare la legge di stefan-boltzman $q=σ *T^4$ dove σ costante di stefan-boltzman. Si tratta di un flusso quindi per ottenere la potenza devi moltiplicarlo per la superficie di interesse. Questa potenza va sottratta alle altre due perchè risulta emessa e non assorbita!!!
Mi sono perso un punto relativo alla volta celeste e al terreno pardon. Cambia poco, qui entra in gioco il fattore di vista. il flusso netto tra terreno e collettore risulta $q=F*σ*(T_t^4-T_c^4)$, tra volta celeste e collettore $q=F*σ*(T_v^4-T_c^4)$

[effez]

Ma il dato del fattore di vista dove lo utilizzo?

[silverlight888]

Ho corretto il messaggio precedente!!

[effez]

Però ho solo il fattore di vista tra collettore e terreno, l'altro come lo ricavo?

[silverlight888]

Scusa ma a furia di modificare il messaggio potrei confonderti. Ora è completo i pedici nelle temperature indicano volta collettore e terreno. I risultati vanno sommati algebricamente alla potenza relativa ai flussi convettivi e di irraggiamento solare.

[silverlight888]

Semplice, il terreno e la volta celeste le puoi considerare come superfici piane, quindi se in fattore di vista terreno-collettore è pari a 0,2 allora puoi considerare uguale quello per il sistema volta celeste-collettore.

[effez]

Per quanto riguarda il flusso solare, lo ricavo moltiplicando $area*750 (W/m^2)*10%$ oppure $area*(750-75)$?