একটি তাপ স্টোরেজ অ্যাপ্লিকেশন মধ্যে গ্লাস এবং গ্রানাইট এর কর্মক্ষমতা তুলনা

Question

পটভূমি

আমি গ্রিনহাউস হিট সিঙ্ক তৈরির জন্য একটি বিশ্ববিদ্যালয় প্রকল্পে একটি ছোট টিমের সাথে কাজ করছি। এই গরম বায়ু শোষণ এবং সংরক্ষণের জন্য উপাদান দিয়ে ভরাট একটি চেম্বারের মধ্য দিয়ে গ্রীনহাউসের শীর্ষে উষ্ণ বায়ুটি প্রস্থান করবে। আমাদের দুটি প্রোটোটাইপ গ্রিনহাউস রয়েছে; একটি বেসলাইন পরিমাপের জন্য নিয়ন্ত্রণ হিসাবে কাজ করবে এবং অন্যটির তাপ ডুবে থাকবে।

সেট-আপ

চূড়ান্ত প্রোটোটাইপের জন্য আমি বেশ কয়েকটি তাপমাত্রা সেন্সর এবং লগার তৈরি করেছি, তবে বিভিন্ন উপকরণের উপর কয়েকটি প্রাথমিক পরীক্ষা করা হচ্ছে:

1. 15-25 মিমি, অনিয়মিত আকারের মধ্যে গ্রানাইট চিপস
2. টেম্পারড গ্লাস প্রায় ছোট ছোট টুকরাগুলিতে ভাঙা প্রায় 7-15 মিমি। কমপক্ষে 2 টি দিক সমতল
3. কংক্রিটের টুকরো 30-80 মিমি, অনিয়মিত আকার - পরীক্ষা শেষ হয়নি

এগুলি একটি 5 এল বাক্সে স্থাপন করা হয়েছিল। বাক্সটির নীচে একটি ছোট পাখা এবং পাইপিং রয়েছে যাতে চেম্বারে বাতাস বইতে পারে এবং বাক্সের গোড়ায় পাইপের 6 টি মিমি ছিদ্র দিয়ে বায়ুটি ছেড়ে দেয়। বাক্সের উপরের অংশটি ভেন্ট বাদে সিল করা হয়েছে যা ফ্যানের সাথে টিউবের মতো একই ব্যাসযুক্ত। প্রতিটি পিটি 1000 তাপমাত্রা সেন্সর প্রতি সেকেন্ডে পরিমাপ ক্যাপচার করতে প্রতিটি উপাদানের কেন্দ্রে প্রবেশ করানো হয়। টেস্ট বক্সের একটি চিত্র এখানে দেওয়া হয়েছে:

কার্যপ্রণালী

গ্রানাইটের জন্য 42% এবং কাচের জন্য 43% এর মোটামুটি চিত্র দেওয়ার জন্য উভয় পদার্থের একটি ছোট নমুনায় মুক্ত বায়ু স্থান গণনা করা হয়েছিল। তারপরে গ্রানাইট এবং তারপরে কাচের উপর দুটি পরীক্ষা করা হয়েছিল:

1. উভয় বেশ কয়েক ঘন্টার জন্য প্রায় 5.5 ডিগ্রি সেলসিয়াসে বাইরে শীতল হয়ে যায়, তারপরে ঘরে নিয়ে আসে এবং ফ্যানটি দিয়ে 1 ঘন্টা রেখে যায়। ঘরের তাপমাত্রায় তাপমাত্রা উষ্ণ হওয়ার সাথে সাথে তাপমাত্রা রেকর্ড করা হয়েছিল।
2. প্রথম পরীক্ষার পরে উপকরণগুলি একটি ফ্রিজে রাখা হয়েছিল এবং -20 ডিগ্রি সেলসিয়াসে ঠাণ্ডা করা হয়েছিল, আবার তাপমাত্রা রেকর্ড করা হয়েছিল।

ফলাফল

নীচে দেখা যাবে, গ্লাসটি উভয় ডেটা সেটগুলিতে একটি ল্যাগ প্রদর্শন করে, উষ্ণায়িত হয় এবং শীতল হয়, যার পরে তাপমাত্রা পরিবর্তন আরও রৈখিক হয়ে যায়। যেখানে গ্রানাইট জুড়ে তাপমাত্রায় আরও লিনিয়ার পরিবর্তন দেখায়।

গ্লাস উষ্ণায়ন (এক্স-অক্ষ সেকেন্ড, y- অক্ষের তাপমাত্রা)

গ্লাস শীতলকরণ (এক্স-অক্ষ সেকেন্ড, y- অক্ষের তাপমাত্রা)

গ্রানাইট উষ্ণায়ন (এক্স-অক্ষ সেকেন্ড, ওয়াই-অক্ষের তাপমাত্রা)

গ্রানাইট কুলিং (এক্স-অক্ষ সেকেন্ড, ওয়াই-অক্ষের তাপমাত্রা)

প্রশ্নাবলি

আমরা এই মুহূর্তে ফলাফলগুলি নিয়ে আলোচনা করছি এবং আমরা যে তথ্য সংগ্রহ করেছি তা সম্পর্কে বিশেষজ্ঞের মতামত নিয়ে আমি আগ্রহী। ডেটা আকর্ষণীয় এবং আমরা এটি সঠিকভাবে ব্যাখ্যা করছি। বিশেষ করে:

• কাচের টুকরাগুলির আকারটি আরও আন্তঃসংযোগকারী আকারের অনুমতি দেয়, যা বায়ুপ্রবাহকে আরও সীমাবদ্ধ করতে পারে, তবে এরপরেও কি আরও রৈখিক তাপমাত্রার পরিবর্তন হবে না?
• গ্লাসের ডেটা কি উপাদানের সামান্য তাপীয় বিস্তারের পরিবর্তনের কারণে হতে পারে?
• গ্লানাইটের তুলনায় গ্লাসের কম তাপ পরিবাহিতা রেটিং রয়েছে, এটি কি পিছিয়ে যাওয়ার কারণ?

Comments

দ্রুত চিন্তা: তাপ ভর, তাপ পরিবাহিতা, মানে সমতুল্য খণ্ডের আকার এবং বায়ু পথ সমস্তই প্রাসঙ্গিক হতে পারে। এটি যৌক্তিক মনে হবে যে একটি উচ্চ তাপ পরিবাহিতা উপাদান মূলত পৃষ্ঠের প্রভাব দ্বারা সীমাবদ্ধ থাকবে। যেহেতু পরিবাহিতা ত্বকেও তাপ পাওয়ার ক্ষমতা কমিয়ে দেয় এবং মূল বিষয়গুলি থেকে। আয়তনের ক্ষেত্রফল (বর্গাকার কিউব আইন) নিখুঁত আকার এবং এমনকি আকারের মতোই গুরুত্বপূর্ণ। যা হতে পারে তা হ'ল অভিন্ন মাত্রা এবং প্যাকিংয়ের সীমিত সংখ্যক আইটেমগুলির পরীক্ষা tests আমি কল্পনা করি এটি বেশ কয়েক দশক ধরে খুব সুন্দরভাবে মডেল হয়েছে।

— রাসেল ম্যাকমাহন

FWIW - ( কেবল মতামত ): জল রাজা :-)। একাধিক ছোট সিলযুক্ত পাত্রে কালো রঙিন সংক্ষিপ্তসার - কনভেটিভ / রেডিয়েটিভ বৈশিষ্ট্যগুলির সাথে খেলতে রঙের ঘনত্বকে সামঞ্জস্য করুন। পাত্রে চারপাশে বায়ু প্রবাহ। পেপসি 1.5 লি বোতল বৃহত্তর মোট ভলিউম এ সম্ভাব্য যথেষ্ট ভাল। পিইটি প্লাস্টিক অত্যন্ত দীর্ঘমেয়াদী ক্ষয় হয়।

— রাসেল ম্যাকমাহন

রাসেল ধন্যবাদ, পৃষ্ঠের ক্ষেত্রটি অবশ্যই আমরা এমন কিছু বিষয় যা বিবেচনা করছি এবং বৃহত্তর কংক্রিটের টুকরো টুকরো পরীক্ষা আশা করি কিছু ভাল ডেটা পাবেন। মোট পৃষ্ঠের অঞ্চলটি যাচাই করা সহজ করা পরীক্ষা নয়, কারণ আমাদের কাছে ৩ টি অভিন্ন উপাদান রয়েছে। আমাদের কাছে সম্ভবত ছোট ইউনিফর্ম ব্যাচগুলি পরীক্ষা করার সময় হবে না তবে সম্মত হন যে এটির থেকে আরও ভাল ডেটা পাওয়া যাবে।

— পিঁপড়া

তাপ সিঙ্কের জন্য সমস্ত বিকল্প অবশ্যই বিবেচনা করা হবে এবং আমরা আমাদের সমস্ত ফলাফল ভাগ করে নিচ্ছি, যাতে লোকেরা ধারণাটি নিয়ে খেলতে পারে, জলের সাথে পুরানো ওয়াইন বোতলগুলি বা ভাঙ্গা চিনা পুনরায় চালানো সহজ নয় তবে ভাল তাপ পরিবাহিতা বৈশিষ্ট্য রয়েছে। আমাদের সিস্টেমে ফ্যানের গতি নিয়ন্ত্রণকারী একটি মাইক্রোকন্ট্রোলার থাকবে, সুতরাং যখন আরও বেশি তাপ পাওয়া যায় তখন সিস্টেমটি গতিটি ক্র্যাঙ্ক করে এবং ততক্ষণে আরও নিয়ন্ত্রিত উপায়ে তাপ ছেড়ে দেওয়ার জন্য এটি ধীর করে দেয়।

— পিঁপড়া

দুর্দান্ত প্রশ্ন, উপস্থাপনা পর্যন্ত আমার আরও পরামর্শ হ'ল স্কেলগুলি সমান হওয়ায় আপনি একসাথে উপকরণগুলি প্লট করে (অর্থাত্ উষ্ণায়ন এবং শীতলকরণের জন্য একটি করে চিত্র) অর্ধেকের সংখ্যাটি কাটাতে পারেন। আপনার প্রশ্নগুলি খুঁজে পেতে কম লোককে পৃষ্ঠাটি নীচে স্ক্রোল করতে হবে, তারা তত বেশি সুখী হবে।

— এয়ার

Answer 1

আমি দুটি বিষয়ে মনোনিবেশ করব - 1) দুটি পদার্থের মধ্যে তাপ স্থানান্তর সহগগুলির মধ্যে পার্থক্য এবং 2) দুটি উপকরণের তাপের ক্ষমতার পার্থক্য।

1. তাপ স্থানান্তর সহগ বাতাস এবং শক্তির মধ্যে শারীরিক ইন্টারফেসের উপর নির্ভরশীল। উপকরণগুলির পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল এবং বায়ু প্রবাহের পরিমাণ উভয়ই ফ্যাক্টরযুক্ত। সেখানে একটি সুখী ভারসাম্য রয়েছে যা আপনাকে পরীক্ষামূলকভাবে নির্ধারণ করতে হতে পারে।

2. ডোবা উপাদানের তাপ ক্ষমতাটি নির্ধারণ করে যে পরিবেষ্টিত তাপমাত্রায় পরিবর্তনের জন্য উপাদানের তাপমাত্রা কত দ্রুত প্রতিক্রিয়া জানাবে। এটি যত বেশি হবে তত ভাল ডুবে কাজ করবে। ঘনত্ব এবং নির্দিষ্ট তাপের বৃদ্ধি হিট সিঙ্ক উপাদানকে আরও ভাল করে তোলে। এটি শিলার আকার বা বায়ু প্রবাহের হারের তুলনায় স্বতন্ত্র - বড় তাপের ক্ষমতা সর্বদা আরও ভাল।

কার্ভগুলির আকার হিসাবে, আমি কখনই তাপমাত্রা পরিবর্তনের হারকে এক্ষেত্রে রৈখিক হতে আশা করবো না, কারণ পরিবর্তনের হার তাপমাত্রার পার্থক্যের সাথে পরিবর্তিত হবে। এটি একটি সূচকীয় সম্পর্ক। গ্রানাইট উষ্ণায়নের কার্ভটি হিট এক্সচেঞ্জারে কনভেকশন কুলিং / হিটিংয়ের জন্য যা দেখতে প্রত্যাশা করি তা সর্বাধিক দেখায়। বক্ররেখাটির আকৃতিটি বেশ অনুমানযোগ্য, এবং এটি form ফর্মের একটি বক্ররেখার সাথে লাগিয়ে আমরা অনুমান করতে পারি যে ঘরের তাপমাত্রা প্রায় 24 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেড। গ্লাস শীতল হওয়ার তাপমাত্রায় প্রাথমিক বৃদ্ধি বিশেষত বিস্মিত।$T = C-A e^{-b x}$

Answer 2

আমার হাইপোথিসিসটি হ'ল কাঁচের গ্রানাইটের পরিবর্তে মালভূমি ছিল কারণ কাঁচটি গ্রানাইটের পরিবর্তে ইনফ্রারেড লাইটিংয়ের প্রতিফলনশীল - তাই বেশিরভাগ রেডিয়েটিভ তাপ স্থানান্তরকেরক্ষা করে।

অনুমানগুলি : আমি 340 মিমি x 200 মিমি x 125 মিমি মাত্রা সহ অনলাইনে একটি 5L বক্স পেয়েছি - যা উত্তাপের নীচে দিয়ে বাক্সের জন্য 0.203 বর্গমিটার পৃষ্ঠের ক্ষেত্রের দিকে নিয়ে যায়। কিছু গণনার উপর ভিত্তি করে, এবং ব্যবহার emisstivity এখানে দেওয়া র, যে "গরম চক্র", মালভূমির 1600 সেকেন্ড কোর্সের উপর সময়, কাচ 22W হারে বিকিরণ কারণে তাপ হারানোর হবে হয় - উল্ফর্যাম আমাকে বলে এটি প্রায় .5.৫৩ কে পরিবর্তন হওয়া উচিত ছিল, কিন্তু বাক্সটি সেই পরিবর্তনটি পেরেছে না।

পরীক্ষার বিবেচনা করে মোট 15 কে পরিবর্তনের জন্য নজর রাখা হয়েছিল , এটি তাপ স্থানান্তরের একটি উল্লেখযোগ্য অংশ। অতএব অনুরাগী প্রকৃতপক্ষে কেবলমাত্র তাপীয় কাজটির একটি ছোট্ট অংশ নিচ্ছেন এবং বিকিরণ একটি উল্লেখযোগ্য অংশ বাছাই করছে।

ইন ইনফ্রারেড বর্ণালীর , যেখানে এই গরমে অধিকাংশ হারিয়ে যাবে, কাচ এবং গ্রানাইট খুব ভিন্নভাবে আচরণ বলে মনে হচ্ছে। লিঙ্কযুক্ত চিত্রটিতে গ্রানাইট কিছুটা স্বচ্ছ বলে মনে হচ্ছে। বাস্তবে দেখা যায় যে ছবিতে প্রান্ত ঝাপসা হয় উপর ভিত্তি করে তৈরি - যদি এটা অস্বচ্ছ বংশীধ্বনিতুল্য কোণগুলি হট স্পট (যেমন লিঙ্ক কাচ ভিডিওতে হিসাবে) এ খাস্তা হবে ছিল - কিন্তু আমি না বিকিরণ একজন বিশেষজ্ঞ উপকরণ বৈশিষ্ট্য। গ্লাস কেবল ভিডিওতে ইনফ্রারেড রেডিয়েশনকেই আটকা দেয় না, তবে ভিডিও অনুসারে বিকিরণের প্রতিফলন ঘটবে বলে মনে হয়। এটি বোধগম্য হয়, গ্রীন হাউসগুলি এভাবেই কাজ করে।

এটি বোঝাবে যেহেতু সেন্সরটি সরাসরি বাক্সের মাঝখানে থাকে কাচের স্তরগুলি ক্রমাগত কোনও তাপ স্থানান্তরকে প্রতিফলিত করে (ভালভাবে সম্পন্ন এবং বিরল স্তরগুলির সাথে একটি স্টিকের কল্পনা করে) - প্রক্রিয়াটি স্টল করে। গ্রানাইটের এর কোনও প্রভাব নেই এবং তাই প্রায় অভিন্ন ফ্যাশনে এটি বিকিরণ করতে এগিয়ে যায়।

আরও পরীক্ষা-নিরীক্ষা ছাড়াই একটি নির্দিষ্ট সিদ্ধান্তে আসা শক্ত hard বিকিরণের প্রভাবগুলি অপসারণের আরও পরীক্ষাগুলি অনুমানটিকে প্রমাণ করে।

Comments

এটি কিছু দরকারী তথ্য এবং কিছু ভাল ব্যবহারিক উদাহরণ যা গ্রানাইট এবং গ্লাস দেখাচ্ছে। আমরা উপকরণগুলি সম্পর্কে আরও দীর্ঘ পরীক্ষা চালানোর লক্ষ্য রেখেছি, তবে একটি গ্রিনহাউসে তাপের সিঙ্ক তৈরি করেছিলাম এবং নিয়ন্ত্রণ গ্রিনহাউসের উপরে 1 ~ 2 সি তাপমাত্রা বৃদ্ধির ব্যবস্থা করেছি

— এন্ট

এটি একটি উত্সাহজনক শুরু। তাপ সঞ্চয়স্থানের ক্ষেত্রে সমস্ত কিছু গণনা ভুলে যাবেন না। 22 ওয়াট ছোট, তবে 30 মিনিটের বেশি এটি যুক্ত হবে।

— চিহ্নিত করুন