بهینه سازی هندسه کانال های گذر هوا در سیستم دیوار ترومب جهت انتقال حرارت بیشینه

در این مقاله انتقال حرارت جابجایی آزاد درون اتاقی تحت تاثیر دیوار ترومب به صورت سه بعدی برای جریان های آرام و آشفته مدل سازی شد و هندسه بهینه کانال های گذر هوا برای رسیدن به دمای مطلوب بدست آمد. جهت پیش بینی اثرات ناشی از تابش منبع مستقیم انرژی خورشید از الگوریتم بارگذاری ردیابی پرتو خورشید، که با استفاده از بردار موقعیت خورشید و پارامترهای تشعشعی مدل سازی می شود استفاده گردید و پس از بررسی های انجام شده بر روی مدل های آشفتگی مربوطه و مقایسه با نتایج تجربی، مدل مناسب انتخاب شد. با استفاده از این مدل، هندسه بهینه کانال های دیوار ترومب جهت انتقال حرارت بیشینه در گستره اعداد رایلی از 107 تا 1010 به کمک بررسی میانگین عدد ناسلت بدست آمد. نتایج حاصله حاکی از انتخاب مدل انتقال تنش برشی رینولدز پایین به عنوان مدل آشفتگی برتر بود. همچنین مشخص شد مقادیر بهینه کلیه پارامترها هندسی اعم از فاصله دیوار حرارت با شیشه، ضخامت دیوار و مساحت هواکش های بالایی و پایینی با افزایش عدد رایلی کاهش می یابد. با بررسی شکل گوشه های تیز کانال گذر هوا بر انتقال حرارت مشخص شد که با حذف گوشه های تیز، میزان انتقال حرارت به مقدار قابل توجهی افزایش یافته و دمای هوای اتاق بالاتر می رود.

کلیدواژه ها:

بهینه سازی ، دیوار ترومب ، جابجایی آزاد ، گرمایش ساختمان ، شبیه سازی عددی