مطالعه عددی روی بهبود کارائی گرمایی لوله های کلکتور صفحه تخت خورشیدی با استفاده از هندسه لوله
Abstract
در این پایان نامه تأثیر هندسه های مختلف لوله بر کارائی کلکتور صفحه تخت خورشیدی به صورت عددی بررسی گردیده و مدل سازی به وسیله کد تجارتی fluent 6.3 انجام گرفته است . جریان داخل لوله سه بعدی می باشد. صفحه جاذب کلکتور با شار حرارتی ثابت و جریان در داخل لوله کلکتور کاملا توسعه یافته فرض شده است. در این مطالعه خصوصیات فیزیکی سیال ثابت در نظر گرفته شده است .جریان در داخل لوله ها دائم می باشد. نتایج بدست آمده حاکی از آن است که مکانیزم انتقال حرارت ، جابجایی ترکیبی(جابجائی آرام + آشفته ، که جابجائی آرام غالب است )می باشد. لوله های کلکتور خورشیدی با چند هندسه مختلف مثل لوله ی ساده ، لوله ی ساده با نوار پیچشی داخلی و لوله های ساده با فنر داخلی و لوله ساده با شیارهای مخروطی داخلی به صورت عددی مورد مطالعه قرار گرفته است. مدل های تعریف شده با کار تجربی اعتباردهی شده است و مقایسه هایی بین مدل های فوق الذکر انجام شده است و مطالعه جهت ارتقاء کارائی لوله ها ادامه یافته است. در پایان علاوه بر تغییرات در هندسه لوله ، از نانوسیال به منظور بهبود کارائی لوله ها استفاده کرده ایم . پارامترهای مختلف سیال به ازای دبی های جرمی و یا رینولدزهای متفاوت تحت دو شرایط متفاوت ، مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان دادند که در کلکتور صفحه تخت با هندسه مورد مطالعه تغییرات در هندسه لوله کلکتور ، هیچگونه تأثیری در بهبود کارائی گرمایی لوله های کلکتور صفحه تخت خورشیدی ندارند. اما نوع سیال می تواند در انتقال گرما تأثیر داشته باشد زیرا با توجه به نتایج به دست آمده با به کارگیری نانوسیال دمای خروجی کلکتور بین 15 تا 25 درصد افزایش یافته است.