بحـث
المواضيع الأخيرة
اعلانات
استمع للقران
دخول
تسجيل صفحاتك المفضلة في مواقع خارجية
قم بحفض و مشاطرة الرابط الصفوه ستى على موقع حفض الصفحات
قم بحفض و مشاطرة الرابط الصفوه سيتى على موقع حفض الصفحات
الزوايا الشمسية
2 مشترك
صفحة 1 من اصل 1
الزوايا الشمسية
الاشعـــــــــاع الشمســـــــــــــــــــى :-
تمثل الحرارة المكتسبة من اشعة الشمس جزءا
اساسيا من حمل التبريد ، وفى الوقت نفسه فهى من المصادر الرئيسية لتدفئة
الاماكن المكيفة فى فصل الشتاء ، لذا ينبغى دراسة الاشعاع الشمسى عموما
بشئ من التفصيل .
حيث يتطلب حساب حمل التبريد حساب شدة
الاشعاع الشمسى بواسطة اسطح المبانى المكيفة وحساب الجزء الممتص او النافذ
او المنعكس من تلك الاشعة .
أ- الثابت الشمسى والتوزيع الطيفى لاشعة الشمس :-
تسمى شدة الاشعاع الشمسى خارج مجال الارض
على مسطح عمودى على تلك الاشعة بالثابت الشمسى ISC وقيمتها المتوسطة
تقريبا هى
ISC = 1373 W/M^2
ويوجد جداول وخرائط تبين التوزيع الطيفى للاشعاع الشمسى مقابل طول موجة
الاشعة بالميكرون .
وتختلف قيمة كثافة الاشعاع الشمسى خارج المجال الارضى I. نتيجة اختلاف
المساحة بين الشمس والارض اثناء دوران الارض حول الشمس .
ويوجد جداول تبين قيم I. لشهور السنة .
وعند مرور اشعة الشمس خلال الغلاف الجوى
فأن جزءا منها يتفرق ويمتص بالاتربة وبخار الماء وثانى اكسيد الكربون
والاوزون وبذلك تقل شدة الاشعاع عند وصوله الى الارض . ويمكن القول ان
معدل النقص فى شدة الاشعة خلال مسافة ما فى الفضاء بالنسبة للمسافة يتناسب
مع شدة الاشعة .
ويوجد جداول توضح توزيع الاشعاع الشمسى خارج الغلاف الجوى للكرة الارضية.
وكذلك وضع الشمس بالنسبة للارض فى الفصول الاربعة .
ب-الزوايا المستخدمة فى حسابات الاشعاع الشمسى :-
يتحدد موقع نقطة ما على سطح الارض بمعرفة زاويتين هما :
1- زاوية خط العرض LATITUDE ANGLE ) ) ( L ) :
وهى الزاوية بين الخط الواصل من مركز الكرة الارضية الى النقطة موضع الاعتبار .
2- زاوية خط الطول LONGITUDE ANGLE ) ) < LG > :
وهى الزاوية بين مستوى نصف الدائرة المارة
بالقطبين والنقطة وبين مستوى نصف الدائرة المارة بالقطبين ومدينة جرينتش
بأنجلترا ( المأخوذة كنقطة بداية لقياس زوايا خط الطول ) ، ويسمى الخط
المار بالقطبين ومدينة جرينتش خط الزوال . وتكون زاوية خط الطول موجبة غرب
جرينتش وسالبة شرقها ، حيث تتراوح القيمة العددية لها بين صفر وباى .
ويتحدد موضع نقطة ما على سطح الارض بتقاطع خطى الطول والعرض المحددين لها
. وتحدد منطقة زمنية
( TIME ZONE ) ( TZN ) جديدة كل زاوية
قدرها 12 / باى من خط طول جرينتش . وتكون المنطقة الزمنية موجبة غرب
جرينتش وسالبة شرقها ، وكمثال على هذا " فالمملكة العربية السعودية تقع
حول خط طول -45درجة
( 45 شرق جرينتش ) ومنطقتها الزمنية ( -3 ) او ( -45 ) درجة .
ويجدر بنا ملاحظة ان محور دوران الارض ليس
عموديا على اتجاه اشعة الشمس بل يميل بزاوية قدرها 23,5 على المستوى
العمودى على الخط الواصل بين الشمس والارض . ويؤدى هذا الميل الى اختلاف
عدد ساعات الليل والنهار
.وتعرف زاوية الانحراف الناتجة عن هذا الميل كما يلى :-
هى الزاوية التى يصنعها خط يمتد من مركز
الشمس الى مركز الارض مع مسقطه على المستوى الاستوائى للارض . وتكون
الزاوية موجبة اذا وقعت شمال المستوى الاستوائى للارض . وتتراوح قيمتها
مابين 23,5- و 23 درجة .
ويتحدد موضع الشمس بالنسبة لنقطة ما عل سطح الارض بمعرفة الزوايا الشمسية الاتية :-
أ- زاوية سمت الشمس ( SOLAR AZIMUTH ANGLE ) :
وهى الزاوية بين اتجاه الجنوب وبين المسقط
الافقى لشعاع شمس مباشر ، وتكون الزاوية فاى موجبة فى اتجاه غرب الجنوب .
وفى وقت الظهر تكون الزاوية فاى مساوية للصفر اذا كانت زاوية انحراف الشمس
اقل من زاوية خط العرض للمكان ، ومساوية لباى اذا كانت زاوية انحراف الشمس
اكبر من زاوية خط عرض المكان وغير محددة عند تساوى الزاويتين ، وتتراوح
القيمة العددية للزاوية فاى بين صفر و ط وتكون فاى سالبة فى الصباح ( شرق
الجنوب ) .
ب-زاوية ارتفاع الشمس <b > (SOLAR ALTITUDE ANGLE ) :
وهى الزاوية بين شعاع شمسى مباشر ومسقطه على
المستوى الافقى ( المستوى المماسى لسطح الكرة الارضية ) . وتتمم هذه
الزاوية زاوية السمت الرأسى للشمس Z ( SOLAR ZENITH ANGLE ) ، والتى تعرف
بأنها الزاوية بين شعاع شمس مباشر والخط الرأسى المار بنقطة سقوطه على
الارض .
وبالتالى تكون العلاقة بين هى :-
B = ( BAY / 2 ) - Z
H > ( SOLAR HOUR ANGLE ) :
ويجدر بنا ( ويجب علينا ) قبل تعريف زاوية
الوقت الشمسى الاشارة الى ان الوقت الشمسى يختلف عن الوقت الذى تشير اليه
ساعاتنا ، ويطلق عليه اسم الوقت المحلى او الزمن المحلى ( LOCAL CIVIL
TIME ) ، وذلك نظرا للاختلاف بين خط الطول LG وخط الطول الخاص بالمنطقة
الزمنية التى يقع فيها المكان محل الاعتبار ، وكذلك لاختلاف سرعة دوران
الارض ، ويؤخذ الوقت الشمسى على اساس ان وقتالظهيرة يناظر الساعة الثانية
عشرة ( وقت شمسى ) وتناظر كل ساعة من الوقت زاوية وقت شمسية مقدارها
12/باى . وتكون الزاوية (H) موجبة بعد الظهر ، وسالبة قبل الظهر ، فتساوى
12/ باى الساعة الواحدة بعد الظهر ( وقت شمسى ) ، وتساوى 6/ - باى الساعة
العاشرة صباحا ( وقت شمسى ) .
*اما العلاقة بين الوقت المحلى والوقت الشمسى فهى كالأتى :
TS = TC + ET + 4/60 ( TZN – LG )
حيث :-
( TS ) هو الوقت الشمسى بالساعة .
( TC ) هو الوقت المحلى بالساعة .
( TZN ) هو خط الطول الخاص بالمنطقة الزمنية .
( ET ) هى معادلة الوقت وتستعمل لتصحيح سرعة دوران الارض .
ويمكن حساب قيمة ET من المعادلة الاتي :-
ET = 9.87 SIN ( 2B ) – 7.53 COS (B) – 1.5 SIN (B)
B = 2 BAY ( N-1) / ( 364 )
وزاوية الوقت هى زاوية ازاحة الشمس من الظهر وعليه فأن :-
H = { 15 * BAY/ ( 180 ) } * ( TS – 12 )
اى ان كل ساعة تقابل 15 درجة وتكون قيم ( H ) موجبة بعد الظهر وسالبة قبل الظهر .
وتحدد وضع المستوى المطلوب حساب الاشعاع الشمسى الساقط عليه بمعرفة الزوايا الاتية :-
SURFACE AZIMUTH ANGLE )
وهى الزاوية المحصورة بين المسقط الافقى
للعمودى على المستوى وبين اتجاه الجنوب ، وتؤخذ موجبة فى اتجاه غرب الجنوب
. ويطلق ايضا على الزاوية اسم اتجاه المستوى ( SURFACE ORIENTATION ) .
2- زاوية ميل المستوى ( SURFACE TILT ANGLE ) :-
وهى الزاوية بين المستوى وسطح الارض .
SOLAR PLANE AZIMUTH ANGLE ) ):
وتساوى الزاوية بين المسقط الافقى لاشعة الشمس والمسقط الافقى العمودى على المستوى .
ويوجد قوانين لحساب العلاقة بين الزوايا .
*اشعة الشمس المنتشرة :-
بجانب الاشعة المباشرة على شكل حزم فأن
هناك كمية من اشعة الشمس المنتشرة متجهة فى جميع الجهات كميتها قليلة
عندما تكون السماء صافية ، ولها قيمة يمكن مقارنتها بأشعة الشمس المباشرة
عندما تكون السماء بها غيوم .
وقد اعطى كتاب الاساسيات لجمعية المهندسين
الامريكية للتدفئة والتبريد وتكييف الهواء ( ASHRAE ) طريقة تقريبية
لتحديد قيمة شدة تلك الاشعة القادمة من السماء المنعكسة من الارض .
اذا هذه التعريفات هامة جدا بالنسبة للمهندس ويجب ان يكون واعى لها ومدرك العلاقات بينهم حتى يتم حساب شدة الاشعة بطريقة صحيحة .
لانها من اهم العوامل المحددة لحمل التبريد .
تمثل الحرارة المكتسبة من اشعة الشمس جزءا
اساسيا من حمل التبريد ، وفى الوقت نفسه فهى من المصادر الرئيسية لتدفئة
الاماكن المكيفة فى فصل الشتاء ، لذا ينبغى دراسة الاشعاع الشمسى عموما
بشئ من التفصيل .
حيث يتطلب حساب حمل التبريد حساب شدة
الاشعاع الشمسى بواسطة اسطح المبانى المكيفة وحساب الجزء الممتص او النافذ
او المنعكس من تلك الاشعة .
أ- الثابت الشمسى والتوزيع الطيفى لاشعة الشمس :-
تسمى شدة الاشعاع الشمسى خارج مجال الارض
على مسطح عمودى على تلك الاشعة بالثابت الشمسى ISC وقيمتها المتوسطة
تقريبا هى
ISC = 1373 W/M^2
ويوجد جداول وخرائط تبين التوزيع الطيفى للاشعاع الشمسى مقابل طول موجة
الاشعة بالميكرون .
وتختلف قيمة كثافة الاشعاع الشمسى خارج المجال الارضى I. نتيجة اختلاف
المساحة بين الشمس والارض اثناء دوران الارض حول الشمس .
ويوجد جداول تبين قيم I. لشهور السنة .
وعند مرور اشعة الشمس خلال الغلاف الجوى
فأن جزءا منها يتفرق ويمتص بالاتربة وبخار الماء وثانى اكسيد الكربون
والاوزون وبذلك تقل شدة الاشعاع عند وصوله الى الارض . ويمكن القول ان
معدل النقص فى شدة الاشعة خلال مسافة ما فى الفضاء بالنسبة للمسافة يتناسب
مع شدة الاشعة .
ويوجد جداول توضح توزيع الاشعاع الشمسى خارج الغلاف الجوى للكرة الارضية.
وكذلك وضع الشمس بالنسبة للارض فى الفصول الاربعة .
ب-الزوايا المستخدمة فى حسابات الاشعاع الشمسى :-
يتحدد موقع نقطة ما على سطح الارض بمعرفة زاويتين هما :
1- زاوية خط العرض LATITUDE ANGLE ) ) ( L ) :
وهى الزاوية بين الخط الواصل من مركز الكرة الارضية الى النقطة موضع الاعتبار .
2- زاوية خط الطول LONGITUDE ANGLE ) ) < LG > :
وهى الزاوية بين مستوى نصف الدائرة المارة
بالقطبين والنقطة وبين مستوى نصف الدائرة المارة بالقطبين ومدينة جرينتش
بأنجلترا ( المأخوذة كنقطة بداية لقياس زوايا خط الطول ) ، ويسمى الخط
المار بالقطبين ومدينة جرينتش خط الزوال . وتكون زاوية خط الطول موجبة غرب
جرينتش وسالبة شرقها ، حيث تتراوح القيمة العددية لها بين صفر وباى .
ويتحدد موضع نقطة ما على سطح الارض بتقاطع خطى الطول والعرض المحددين لها
. وتحدد منطقة زمنية
( TIME ZONE ) ( TZN ) جديدة كل زاوية
قدرها 12 / باى من خط طول جرينتش . وتكون المنطقة الزمنية موجبة غرب
جرينتش وسالبة شرقها ، وكمثال على هذا " فالمملكة العربية السعودية تقع
حول خط طول -45درجة
( 45 شرق جرينتش ) ومنطقتها الزمنية ( -3 ) او ( -45 ) درجة .
ويجدر بنا ملاحظة ان محور دوران الارض ليس
عموديا على اتجاه اشعة الشمس بل يميل بزاوية قدرها 23,5 على المستوى
العمودى على الخط الواصل بين الشمس والارض . ويؤدى هذا الميل الى اختلاف
عدد ساعات الليل والنهار
.وتعرف زاوية الانحراف الناتجة عن هذا الميل كما يلى :-
هى الزاوية التى يصنعها خط يمتد من مركز
الشمس الى مركز الارض مع مسقطه على المستوى الاستوائى للارض . وتكون
الزاوية موجبة اذا وقعت شمال المستوى الاستوائى للارض . وتتراوح قيمتها
مابين 23,5- و 23 درجة .
ويتحدد موضع الشمس بالنسبة لنقطة ما عل سطح الارض بمعرفة الزوايا الشمسية الاتية :-
أ- زاوية سمت الشمس ( SOLAR AZIMUTH ANGLE ) :
وهى الزاوية بين اتجاه الجنوب وبين المسقط
الافقى لشعاع شمس مباشر ، وتكون الزاوية فاى موجبة فى اتجاه غرب الجنوب .
وفى وقت الظهر تكون الزاوية فاى مساوية للصفر اذا كانت زاوية انحراف الشمس
اقل من زاوية خط العرض للمكان ، ومساوية لباى اذا كانت زاوية انحراف الشمس
اكبر من زاوية خط عرض المكان وغير محددة عند تساوى الزاويتين ، وتتراوح
القيمة العددية للزاوية فاى بين صفر و ط وتكون فاى سالبة فى الصباح ( شرق
الجنوب ) .
ب-زاوية ارتفاع الشمس <b > (SOLAR ALTITUDE ANGLE ) :
وهى الزاوية بين شعاع شمسى مباشر ومسقطه على
المستوى الافقى ( المستوى المماسى لسطح الكرة الارضية ) . وتتمم هذه
الزاوية زاوية السمت الرأسى للشمس Z ( SOLAR ZENITH ANGLE ) ، والتى تعرف
بأنها الزاوية بين شعاع شمس مباشر والخط الرأسى المار بنقطة سقوطه على
الارض .
وبالتالى تكون العلاقة بين هى :-
B = ( BAY / 2 ) - Z
H > ( SOLAR HOUR ANGLE ) :
ويجدر بنا ( ويجب علينا ) قبل تعريف زاوية
الوقت الشمسى الاشارة الى ان الوقت الشمسى يختلف عن الوقت الذى تشير اليه
ساعاتنا ، ويطلق عليه اسم الوقت المحلى او الزمن المحلى ( LOCAL CIVIL
TIME ) ، وذلك نظرا للاختلاف بين خط الطول LG وخط الطول الخاص بالمنطقة
الزمنية التى يقع فيها المكان محل الاعتبار ، وكذلك لاختلاف سرعة دوران
الارض ، ويؤخذ الوقت الشمسى على اساس ان وقتالظهيرة يناظر الساعة الثانية
عشرة ( وقت شمسى ) وتناظر كل ساعة من الوقت زاوية وقت شمسية مقدارها
12/باى . وتكون الزاوية (H) موجبة بعد الظهر ، وسالبة قبل الظهر ، فتساوى
12/ باى الساعة الواحدة بعد الظهر ( وقت شمسى ) ، وتساوى 6/ - باى الساعة
العاشرة صباحا ( وقت شمسى ) .
*اما العلاقة بين الوقت المحلى والوقت الشمسى فهى كالأتى :
TS = TC + ET + 4/60 ( TZN – LG )
حيث :-
( TS ) هو الوقت الشمسى بالساعة .
( TC ) هو الوقت المحلى بالساعة .
( TZN ) هو خط الطول الخاص بالمنطقة الزمنية .
( ET ) هى معادلة الوقت وتستعمل لتصحيح سرعة دوران الارض .
ويمكن حساب قيمة ET من المعادلة الاتي :-
ET = 9.87 SIN ( 2B ) – 7.53 COS (B) – 1.5 SIN (B)
B = 2 BAY ( N-1) / ( 364 )
وزاوية الوقت هى زاوية ازاحة الشمس من الظهر وعليه فأن :-
H = { 15 * BAY/ ( 180 ) } * ( TS – 12 )
اى ان كل ساعة تقابل 15 درجة وتكون قيم ( H ) موجبة بعد الظهر وسالبة قبل الظهر .
وتحدد وضع المستوى المطلوب حساب الاشعاع الشمسى الساقط عليه بمعرفة الزوايا الاتية :-
SURFACE AZIMUTH ANGLE )
وهى الزاوية المحصورة بين المسقط الافقى
للعمودى على المستوى وبين اتجاه الجنوب ، وتؤخذ موجبة فى اتجاه غرب الجنوب
. ويطلق ايضا على الزاوية اسم اتجاه المستوى ( SURFACE ORIENTATION ) .
2- زاوية ميل المستوى ( SURFACE TILT ANGLE ) :-
وهى الزاوية بين المستوى وسطح الارض .
SOLAR PLANE AZIMUTH ANGLE ) ):
وتساوى الزاوية بين المسقط الافقى لاشعة الشمس والمسقط الافقى العمودى على المستوى .
ويوجد قوانين لحساب العلاقة بين الزوايا .
*اشعة الشمس المنتشرة :-
بجانب الاشعة المباشرة على شكل حزم فأن
هناك كمية من اشعة الشمس المنتشرة متجهة فى جميع الجهات كميتها قليلة
عندما تكون السماء صافية ، ولها قيمة يمكن مقارنتها بأشعة الشمس المباشرة
عندما تكون السماء بها غيوم .
وقد اعطى كتاب الاساسيات لجمعية المهندسين
الامريكية للتدفئة والتبريد وتكييف الهواء ( ASHRAE ) طريقة تقريبية
لتحديد قيمة شدة تلك الاشعة القادمة من السماء المنعكسة من الارض .
اذا هذه التعريفات هامة جدا بالنسبة للمهندس ويجب ان يكون واعى لها ومدرك العلاقات بينهم حتى يتم حساب شدة الاشعة بطريقة صحيحة .
لانها من اهم العوامل المحددة لحمل التبريد .
eng amr elshokary- مشرف عام المهندسين العرب
صفحة 1 من اصل 1
صلاحيات هذا المنتدى:
لاتستطيع الرد على المواضيع في هذا المنتدى
السبت فبراير 24, 2024 11:44 pm من طرف مسوق الكتروني
» استقدام من بنجلاديش 008801886411160
الثلاثاء ديسمبر 12, 2023 2:01 am من طرف مسوق الكتروني
» محل لشراء اثاث مستعمل بجدة 0544111781--0553228548 ابو ريماس
الإثنين أغسطس 07, 2023 11:07 am من طرف ابو ريماس 99
» شراء الاثاث المكتبي والمنزلي المستعمل بجدة 0544111781
الثلاثاء مايو 09, 2023 2:05 pm من طرف ابو ريماس 99
» محل لشراء اثاث مستعمل بجدة 0544111781--0553228548 ابو ريماس
الجمعة فبراير 24, 2023 3:59 pm من طرف ابو ريماس 99
» شراء الاثاث المستعمل بجدة ومكه0544111781 _ 0553228548 ابو ريماس
السبت يناير 21, 2023 11:35 pm من طرف ابو ريماس 99
» مؤسسة ابو ريماس لشراء العفش المستخدم وهدم المباني بجدة 0544111781_0553228548
السبت يناير 07, 2023 11:53 am من طرف ابو ريماس 99
» مؤسسة لشراء الاثاث المستعمل والاجهزة الكهربائية بجدة 0544111781_0553228548 ابو سلطان
الأربعاء ديسمبر 07, 2022 11:43 am من طرف ابو ريماس 99
» استقدام عمال من بنجلاديش 008801886411160
الأربعاء أكتوبر 12, 2022 3:09 am من طرف misrxp
» شراء الاثاث المستعمل بجدة 0553228548 الشريف
الأربعاء أغسطس 17, 2022 11:04 pm من طرف ابو ريماس 99