بررسی عملکرد هیدرولیکی- حرارتی، بازده انرژی و اگزرژی در کلکتور خورشیدی مجهز به مولد گردابه حاوی نانوسیال هیبریدی دوفازی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی مکانیک، واحد اراک، دانشگاه آزاد اسلامی، اراک، ایران

2 گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد اراک، اراک، ایران

3 استادیار گروه حرارت و سیالات، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه کاشان، کاشان، ایران

4 گروه مهندسی شیمی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد اراک، اراک، ایران

10.22052/eem.2024.253947.1039

چکیده

خورشید یک منبع تجدید ناپذیر است که به کاهش انتشار دی اکسید کربن کمک کرده و تأثیر صنایع را بر آلودگی طبیعت کم می‌کند. در مطالعه حاضر با روش عددی و با کمک روش حجم محدود به بررسی تاثیرات استفاده از مولد گردابه در حالت‌های مختلف هندسی در لوله جاذب کلکتور خورشیدی سهموی پرداخته شد. همچنین نانوسیال هیبریدی آب/اکسید آهن-نانولوله کربنی با در نظر گرفتن مدل دوفازی در اعداد رینولدز 24000 تا 96000 به عنوان سیال انتقال حرارت مورد استفاده قرار گرفت. مولدهای گردابه با چهار حالت هندسی Case A، Case B، Case C و Case D مدل‌سازی شده و تاثیر آن‌ها بر پارامترهای مختلف در خروجی کلکتور خورشیدی سهموی بررسی شد. نتایج به دست آمده نشان داد به‌کار‌گیری مولد گردابه ها باعث بالا رفتن ضریب انتقال حرارت و در نتیجه افزایش بازده حرارتی در کلکتور خورشیدی سهموی شد. افزایش نسبت پیچش مولد گردابه میزان اثر بخشی و بازده انرژی را در کلکتور خورشیدی سهموی افزایش داد. مطلوب‌ترین میزان بازده انرژی در عدد رینولدز 96000 و هنگام استفاده از مولد گردابه با شکل هندسی Case D رخ داد. مطلوب‌ترین میزان بازده اگزرژی در عدد رینولدز 48000 و هنگام استفاده از مولد گردابه با شکل هندسی Case D بود. بیشترین میزان افزایش عملکرد حرارتی به میزان 03/65 درصد نسبت به زمانی که کلکتور خورشیدی سهموی ساده بود، افزایش پیدا کرد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار