افزایش بازده گرمایی هواگرمکن‌های خورشیدی با استفاده از شیارهای عرضی و تعیین آرایش بهینه شیارها

در این مقاله، عملکرد یک هواگرمکن خورشیدی با استفاده از شیار­های عرضی به صورت عددی بررسی شده است. برای این منظور، معادلات حاکم بر جریان سیال شامل قوانین پیوستگی، مومنتوم و انرژی در نرم­افزار Fluent حل شده­اند. با توجه به متلاطم بودن جریان سیال در داخل هواگرمکن­های خورشیدی و سهم قابل توجه تابش در انتقال گرما، آشفتگی و تابش نیز در نظر گرفته شده­اند که برای یافتن بهترین مدل­های آشفتگی و تابش، نتایج حاصل با نتایج مطالعات تجربی قبلی برای هواگرمکن­ بدون شیار مقایسه شده است. سپس با استفاده از بهترین مدل­های بدست آمده، تأثیرات پارامتر­هایی نظیر وجود شیار، تغییر شار گرمایی مؤثر، تغییر هندسه و آرایش شیار­ها در دبی­های جرمی مختلف، بر بازده گرمایی هواگرمکن بررسی و تحلیل شده است. نتایج، افزایش بازده گرمایی با استفاده از شیارهای عرضی را تصدیق کرده و نشان دادند که در بین هندسه­های مورد بررسی، شیارهای گوه­ای بهترین بازده گرمایی را دارند. همچنین آرایش بهینه شیارها، برای جریان­های با اعداد مختلف رینولدز، متفاوت است، بطوریکه در اعداد رینولدز پایین، فاصله بهینه دو شیار مجاور در مقایسه با اعداد رینولدز بالا، بیشتر است.

کلیدواژه ها:

هواگرمکن خورشیدی ، شیارهای عرضی ، جریان تناوبی ، بازده گرمایی