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

خورشید یک منبع تجدید ناپذیر است که به کاهش انتشار دی اکسید کربن کمک کرده و تاثیر صنایع را بر آلودگی طبیعت کم می کند. در مطالعه حاضر با روش عددی و با کمک روش حجم محدود به بررسی تاثیرات استفاده از مولد گردابه در حالت های 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 ۲۴۰۰۰ تا ۹۶۰۰۰ به عنوان سیال انتقال حرارت مورد استفاده قرار گرفت. مولدهای گردابه با چهار حالت هندسی Case A، Case B، Case C و Case D مدل سازی شده و تاثیر آن ها بر پارامترهای مختلف در خروجی کلکتور خورشیدی سهموی بررسی شد. نتایج به دست آمده نشان داد به کار گیری 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. مطلوب ترین میزان بازده انرژی در عدد رینولدز ۹۶۰۰۰ و هنگام استفاده از مولد گردابه با شکل هندسی Case D رخ داد. مطلوب ترین میزان بازده اگزرژی در عدد رینولدز ۴۸۰۰۰ و هنگام استفاده از مولد گردابه با شکل هندسی Case D بود. بیشترین میزان افزایش عملکرد حرارتی به میزان ۰۳/۶۵ درصد نسبت به زمانی که کلکتور خورشیدی سهموی ساده بود، افزایش پیدا کرد.

کلیدواژه ها:

کلکتور خورشیدی سهموی ، مولد گردابه ، جریان دوفازی ، نانو سیال هیبریدی ، بازده اگزرژی ، بازده انرژی