جلسه دفاع از پایان‌نامه:خانم شقایق عبداله زاده،گروه آموزشی تبدیل انرژی
 خلاصه خبر: بررسی عددی بهبود عملکرد کلکتور سهموی خورشیدی جذب مستقیم با جاذب متخلخل و نانوسیال و مقایسه اثر بخشی آن ها یکدیگر
چکیده: انرژی خورشیدی یکی از مهمترین منابع انرژی‌های تجدید‌پذیر و پاک به جهت جایگزینی سوخت‌های فسیلی است که استفاده از آن در سراسر جهان رو به گسترش است. یکی از راه‌های بهره بردن از این انرژی استفاده از کلکتورهای خورشیدي است که تشعشع ورودي خورشید را جذب نموده و سپس به سیالی که در کلکتور در حال گردش است منتقل می نماید. کلکتور سهموی به دلیل ضریب تمرکز و ایجاد دمای بالا در کانون خود توجه بیشتر پژوهشگران را به خود جلب کرده است و از سه بخش اصلی شامل: بازتاب کننده، لوله جاذب و سیال عامل تشکیل شده است. در این نوع کلکتورها جذب می تواند به صورت سطحی یا حجمی باشد. در جاذب سطحی حرارت از طریق هدایت در دیواره لوله پخش میشود و سپس از طریق جابه جایی به سیال داخل لوله منتقل میشود. اما در جذب مستقیم، فرآیند جذب تشعشع سطحی نیست و توسط سیالات جاذب یا محیط های جاذب حجمی نظیر محیط متخلخل یا نانوسیال در حجم صورت می گیرد. به همین دلیل در مقایسه با کلکتورهای جذب سطحی، دمای سطح بیرونی پایین می آید و باعث کاهش افت های حرارتی میشود. با توجه به خواص ترموفیزیکی و تشعشعی مناسب محیط های متخلخل انتظار می رود که استفاده از جاذب های متخلخل در کلکتورهای جذب مستقیم باعث بهبود جذب انرژی و انتقال حرارت شود. نظر به اینکه از محیط متخلخل تا به حال به عنوان جاذب مستقیم درکلکتورهای سهموی استفاده نشده است، از این‌رو مطالعه عددی عملکرد کلکتور خورشیدی جذب مستقیم با ماده متخلخل و نانوسیال هم‌جنس به عنوان جاذب حجمی به طور مجزا و مقایسه آنها بر کارایی کلکتور امری ضروری به نظر میرسد.
در این مطالعه، اثر استفاده از نانوسیال اکسیدمس/ آب در غلظتهای حجمی مختلف 0/01، 0/05 و 0/1 % در دبی ها و دماهای ورودی متفاوت، بر عملکرد کلکتورهای سهموی جذب مستقیم، به صورت عددی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که به دلیل افزایش میزان جذب نانوسیال نسبت به آب خالص، استفاده از آن باعث بالا بردن کارایی این نوع از سیستم های حرارتی می شود و بازدهی آنها را در بالاترین غلظت به اندازه 40/5% نسبت به آب خالص بهبود می بخشد. همچنین با افزایش غلظت، میزان جذب انرژی خورشید توسط نانوسیال افزایش می یابد و بازده حرارتی بالا می رود. با افزایش دمای ورودی، بازدهی به دلیل بالارفتن دمای نزدیک دیواره و افزایش تلفات کاهش می یابد. از سوی دیگر استفاده از جاذب متخلخل به دلیل بهبود انتقال حرارت و همچنین افزایش سطح به حجم و پخش بهتر سیال، تمرکز دمایی را در نزدیک دیواره بواسطه جذب حجمی و برهم زدن لایه های حرارتی کاهش می دهد که موجب کاهش افت های تشعشعی و افزایش بازده تا 49/9 % میگردد. افزایش ضریب تخلخل و کاهش قطر حفره های فوم فلزی باعث بهبود انتقال حرارت می شود. این در حالیست که یکی از معایب استفاده از این جاذب، افت فشار بسیار بالایی است که در سیستم ایجاد می کند. استفاده همزمان از نانوسیال و فوم فلزی به دلیل بالا رفتن ضریب جذب، ضریب هدایت حرارتی، قدرت اختلاط بالا و بالا بودن سطح تماس و کاهش افت های حرارتی، باعث افزایش بازده حرارتی نسبت به هر یک به تنهایی می شود و می تواند بازده را در بهترین حالت مطالعه شده تا 69/5% افزایش دهد 6 بهمن 1398 / تعداد نمایش : 1611
|