بررسی عددی عملکرد حرارتی کلکتور سهموی‌خطی خورشیدی با استفاده از نوارهای تابیده درون لوله جاذب | ||
| نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر | ||
| دوره 57، شماره 11، بهمن 1404، صفحه 1433-1454 اصل مقاله (1.73 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22060/mej.2026.25334.7940 | ||
| نویسندگان | ||
| علی مسعودآبادی آرانی1؛ مجتبی مروج* 1؛ نادره تبریزی2 | ||
| 1گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران | ||
| 2بخش فنی مهندسی مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان آذربایجان غربی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، ارومیه، ایران. | ||
| چکیده | ||
| انرژی خورشیدی به‌عنوان یکی از مهم‌ترین منابع انرژی پاک، نقش مهمی در توسعه پایدار دارد و کلکتورهای خورشیدی سهموی خطی از فناوری‌های پرکاربرد در کاربردهای حرارتی دما متوسط به شمار می‌روند. در این پژوهش، عملکرد حرارتی یک کلکتور خورشیدی سهموی خطی با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی بررسی شد. اثر پارامترهایی شامل سرعت دورانی لوله جاذب (۱۰ و ۱۵ رادیان بر ثانیه)، جنس لوله (مس، برنج و نیکل) و ضخامت دیواره (1/45 تا 1/85میلی‌متر) بر رفتار حرارتی و هیدرودینامیکی سیستم تحلیل گردید. نتایج نشان داد که افزایش سرعت دورانی لوله موجب تقویت اختلاط جریان، کاهش ضخامت لایه مرزی و بهبود انتقال حرارت می‌شود. در میان مواد بررسی‌شده، لوله مسی به دلیل رسانش حرارتی بالاتر، بیشترین بازده حرارتی و دمای خروجی سیال را ایجاد کرد. همچنین افزایش ضخامت دیواره به دلیل افزایش مقاومت حرارتی، باعث کاهش انتقال حرارت شد. به‌طوری‌که این کاهش برای لوله نیکلی حدود ۲۵ درصد و برای لوله مسی 7/7 درصد بود. دمای ورودی آب ۲۹۳ کلوین و دبی حجمی آن ۲ لیتر بر دقیقه در نظر گرفته شد. با افزایش عدد رینولدز از ۲۵۰ به ۵۵۰، ضریب انتقال حرارت جابه‌جایی در همه حالات افزایش یافت. استفاده از دو نوار تابیده در لوله جاذب نیز با ایجاد جریان گردابه‌ای و افزایش عدد ناسلت، انتقال حرارت را بهبود داد. نتایج این مطالعه می‌تواند در بهینه‌سازی طراحی و افزایش کارایی کلکتورهای خورشیدی سهموی خطی مؤثر باشد. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| کلکتور خورشیدی سهموی خطی؛ دینامیک سیالات محاسباتی (CFD)؛ چرخش لوله جاذب؛ نانوسیال؛ بازده حرارتی | ||
| مراجع | ||
|
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 292 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 248 |
||