بررسی عملکرد انتقال حرارت جریان دو فازی نانوسیال در یک کلکتور خورشیدی سهموی با جاذب خارج از مرکز و عایق جامد

در این مطالعه تحلیل میدان جریان و انتقال حرارت جریان دو فازی نانوسیال در یک کلکتور خورشیدی سهموی با جاذب خارج از مرکز و عایق جامد مورد بررسی قرار گرفته است. سیال مورد استفاده در این کلکتور نانوسیال آب- آلومینیم است. هدف اصلی پژوهش پیش رو، بررسی تاثیر استفاده از سیستم جاذب خارج از مرکز و عایق جامد بر بازده انرژی کلکتورهای سهموی خطی است. بدین منظور بازده انرژی برای حالت های مختلف (شامل دمای محیط، دمای ورودی سیال، کسر حجمی نانوسیال، قطر نانوذرات و مشخصات هندسی) اندازه گیری و ارائه شده اند. مطالعه در رژیم جریان آشفته بوده و به منظور مدل سازی آن از مدل توربولانسی k−ε استفاده شده است. به منظور حل معادلات بقا از روش حجم محدود و الگوریتم SIMPLE C استفاده شده است. مدل های بهینه مختلف از نظر دارا بودن بیش ترین بازده انرژی، معرفی شده و در نهایت براساس نتایج به دست آمده برترین مدل مشخص می شود. بر اساس نتایج بدست آمده بیشترین مقدار بازده انرژی در رینولدزهای مختلف، مربوط به کلکتور نوین و مدل دوفازی می شود. در جایگاه های بعدی به ترتیب، کلکتور نوین و مدل تک فازی، کلکتور پایه و مدل دوفازی و در انتها کلکتور پایه و مدل تک فازی قرار دارند. همچنین مشخص شد که با افزایش مقدار عدد رینولدز، تمامی حالات روند صعودی دارند. بیشینه مقدار بازده انرژی برای کلکتور نوین و مدل دوفازی در رینولدز ۱۵۰۰۰ بوده که مقدار آن برابر برابر ۶۸٪ است. همچنین بیشینه مقدار بازده انرژی برای خروج از مرکز mm ۲۰ در رینولدز ۱۵۰۰۰ بوده که مقدار آن برابر ۹/۷۴٪ است.

کلیدواژه ها:

کلکتور خورشیدی سهموی خطی ، بهینه سازی انرژی ، تشعشع ، عایق جامد ، نانوسیال