طراحی و آنالیز ترمودینامیکی دستگاه مه‌پاش خورشیدی

نویسندگان

1 گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی قوچان، قوچان، ایران

2 دانشکده ‌مهندسی‌ مکانیک ‌و مکاترونیک، دانشگاه صنعتی ‌شاهرود، شاهرود، ایران

چکیده

در این مقاله، سیستم خنک‌کنندۀ دستگاه مه‌پاش‌خورشیدی که کاملاً توسط انرژی‌ خورشیدی تغذیه می‌شود، طراحی و بهینه‌سازی شده است. در سیستم خنک‌کنندۀ این دستگاه، به‌جای سیستم‌های متداول سردسازی تراکمی از سیکل‌ جذبی سردسازی آمونیاک استفاده شده و طراحی آن به‌گونه‌ای انجام شده است که عملکرد سیستم در محیط‌هایی با درجه‌حرارت بالا به طرز‌ چشمگیری افزایش یافته است. سیکل‌ جذبی سردسازی آمونیاک به‌کارگرفته‌شده کاملاً از کلکتورهای خورشیدی سهموی تغذیه شده است. طراحی دستگاه به‌گونه‌ای است که دمنده در ابتدای سیستم خنک‌کننده قرار گرفته است. بدین ترتیب، به‌منظور افزایش راندمان دمنده و سیستم، بهینه‌سازی برخی مشخصات دمندۀ محوری با استفاده از آزمایش و شبیه‌سازی انجام و تأیید شده است. در ادامه، به‌منظور بالا ‌بردن انتقال حرارت به هوا، محل مناسب قرارگیری مبدل حرارتی در داخل کانال دستگاه هواساز به‌وسیلۀ تحلیل المان ‌محدود در نرم‌افزار Ansys CFX تعیین شده است. در مرحلۀ بعد، تحلیل و آنالیز ترمودینامیکی سیکل‌ جذبی سردسازی آمونیاک و میزان انرژی لازم برای خنک‌کاری هوا از طریق مبدل پوستۀ لوله در شرایط محیطی مختلف با استفاده از تحلیل‌ عددی در نرم‌افزار EES تعیین شده است. نتایج نشان می‌دهند که استفاده از سه کلکتور خورشیدی می‌تواند علاوه بر تأمین انرژی لازم برای سیستم خنک‌کننده، سبب کاهش هزینه‌های تولید در صنایع غذایی شود.

کلیدواژه‌ها


[1] Wallis, R.A., The development of blade sections for axial flow fans. Mech. Eng. Trans. I.E. Aust., MC8 Vol. 2, pp. 111-116, 1972. [2] Wallia, R.A. Axial flow fans and ducts, John Wiley & Sons, New York, 1983. [4] Eck, B., Fans: Design and Operation of Centrifugal, Axial-Flow and Cross-Flow Fans (translated and edited), 1973. [6] Rodríguez-Muñoz J.L., Belman-Flores J.M., Review of diffusion–absorption refrigeration technologies, Renewableand Sustainable Energy Reviews Vol. 30, pp.145–153, ,2014. [7] Shirazi A. , Taylor R. A., White S., Morrison G. D., L., A systematic parametric study and feasibility assessment of solar-assisted single-effect, double-effect, and triple-effect absorption chillers for heating and cooling applications, Energy Conversion and Management Vol. 114, pp.258–277, 2016. [8] Villada J.L., Dereje S. Ayou, Bruno J. C., Coronas A, Modelling, simulation and analysis of solar absorption power-cooling systems, International Journal of Refrigeration Vol.39,pp.125-136, 2014. [10] Adewusi S.A., Zubair Syed M., Second law based thermodynamic analysis of ammonia–water absorption systems. Energy Conversion and Management Vol. 45, pp. 2355–2369, 2004. [11] çengel Y. A., Boles M.A., Thermodynamics. Mcgrawhill, 2011. [12] BASF Catalog, Basic Guidelines for Plastic Conversion of Metal Axial Flow Fans, pp.1-34, 2008. [13] L. Bergman T., Lavine A.S., Incropera F.P., Dewitt D.P., Fundamentals of Heat and Mass Transfer. 7thedn.JOHN WILEY & SONS, New Jersey, 2011. [14] Holman J.P., Heat transfer. 10Thedn.McGraw-Hill, New York, 2010. [15] Ramos J., Chong A., Jouhara H., Experimental and numerical investigation of a cross flow air-to-water heat pipe-based heat exchanger used in waste heat recovery. International Journal of Heat and Mass Transfer , Vol 102, pp.1267–1281, 2016. [16] Pasquim B. M. ,Mariani V. C., Numerical investigation of internal flow in Stirred tanks, 22nd International Congress of Mechanical Engineering, 2013. [17] Chunxi Li, Xinying Li, Pengmin Li, Xuemin Ye, Numerical investigation of impeller trimming effect on performance of an axial flow fan, Energy , Vol.75, pp. 534-548, 2014.