بررسی جریان سیال و انتقال حرارت در دودکش خورشیدی با سطح موجی شکل

نیروگاه دودکش خورشیدی یک نیروگاه حرارتی ساده است که قابلیت تبدیل انرژی تابشی خورشید به انرژی حرارتی در کلکتور و تبدیل آن به انرژی مکانیکی در توربین را دارد. انرژی تابشی رسیده به کلکتور و تبدیل آن به انرژی حرارتی موجب ایجاد جریان هوا در بخش کلکتور و دودکش می شود. گذر جریان هوا از توربین بادی واقع در دهانه ورودی دودکش باعث چرخش توربین و در نتیجه تولید توان الکتریکی در ژنراتور می شود. در این مقاله، شبیه سازی عددی دو بعدی جریان به صورت پایا و متقارن محوری با ایجاد یک نیم موج سینوسی بر روی سطح جاذب کلکتور )با 4 دامنه و 4 طول موج مختلف( بر روی دودکش خورشیدی ارایه می شود. برای تحلیل جریان و انتقال حرارت از نرم افزار فلوینت استفاده شده است. نتایج برای یک دودکش خورشیدی ساده با نتایج تجربی موجود مقایسه شده است که دارای تطابق خوبی می باشد. نتایج نشان می دهند که استفاده از سطح با نیم موج سینوسی با دامنه و طول موج معینی می تواند موجب افزیش راندمان دودکش خورشیدی شود بطوریکه با استفاده از نیم موج با دامنه 0.3 و طول نیم موج 2 می توان تا 18 درصد افزایش مقدار دبی و سرعت ماکزیمم هوا در دهانه ورودی دودکش دست یافت که این یک مقدار چشمگیر برای دودکش های خورشیدی می باشد.

کلیدواژه ها:

دودکش خورشیدی ، شبیه سازی عددی ، موج سینوسی