شبیه سازی عددی هواگرمکن های خورشیدی صفحه ای با در نظر گرفتن اثرات تابش گاز

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرمان، ایران

2 استاد، گروه مهندسی مکانیک،دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرمان، ایران استاد، بخش مهندسی مکانیک، دانشگاه شهید باهنر کرمان ، کرمان، ایران

چکیده

ههواگرمکن های خوشیدی صفحه ای نمونه ای از مبدل های حرارتی بوده که با جذب انرژی تابشی توسط صفحه جاذب و عبور هوا از روی این صفحات به طریق انتقال حرارت جابجایی، افزایش دمای هوا را باعث می شوند. در کار حاضر بعنوان اولین مطالعه صورت گرفته، رفتار حرارتی این نوع هواگرمکن ها با در نظر گرفتن اثرات تابشی گاز به صورت عددی شبیه سازی شده است. با این تکنیک عددی، توزیع درجه حرارت و همینطور توزیع شار تابشی در جریان گاز به دست آمده و سعی شده است که با فرض محیط تابشی (participating medium) ، رفتار حرارتی سیستم مورد تجزیه و تحلیل قرار گیرد. مشخص شد که اگرچه درجه حرارت جریان هوا در این نوع گرمکن ها بسیار بالا نیست ولی اثرات تابشی گاز، مشخصه های حرارتی سیستم را تحت تاثیر قرار داده به طوریکه با افزایش عمق اپتیکی از صفر ( گاز غیر تابشی) تا 2، نتایج عددی حدود 7% افزایش در دمای گاز خروجی را نشان میدهند. مقایسه بین نتایج کار حاضر و داده های تجربی با خطای کمتر از 3% رضایت بخش بوده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Chabane  F.,  Noureddine  M.,  Benramache S., Experimental study of heat performance with longitudinal fins of solar air heater. Journal of Advanced Research, Vol. 5, No. 2, pp. 183–192, 2014.
 
[2] Prashant D.,Thakur N S,. Chauhan S R., Thermal and thermo-hydraulic performance of counter and parallel flow packed bed solar air heaters. RenewableEnergy, Vo. 46, pp. 259–68, 2012.
 
[3] Kavak Akpinar E., Koçyiğit F., Experimental investigation of thermal performance of solar air heater having different obstacles on absorber plates. International Communication in Heat and Mass Transfer, Vol.37, pp. 416–21, 2010.
 
[4] Oztopb Hakan F., Hepbaslic A., Energy and exergy analyses of porous baffles inserted solar air heaters for building applications. Energy Building, Vol. 57, pp. 338–45, 2013.
 
[5] Aboghraraa A M., Baharudina H T.,  Alghoulb M A.,  Adama N M., Performance analysis of solar air heater with jet impingement on corrugated absorber plate, Case Studies in Thermal Engineering, Vol.10, pp. 111-120, 2017.
 
[6]  Azharul Karima M D., Hawlader M N A., Performance investigation of flat plate, v corrugated and finned air collectors. Energy, Vol. 31, pp. 452–70, 2006.
 
[7] Wenfeng G., Wenxian, L., Tao L., Chaofeng X., Analytical and experimental studies on the thermal performance of cross-corrugated and flat-plate solar air heaters. Applied Energy, Vol. 84, pp. 425–441, 2007.
 
[8] Satyender S.,  Dhruw L.,  Chander S., Experimental investigation of a double pass converging finned wire mesh packed bed solar air heater. Journal of Energy Storage, Vol.  21, pp. 713-723, 2019.‏
 
 
[9] Satyender S., Experimental and numerical investigations of a single and double pass porous serpentine wavy wire mesh packed bed solar air heater. Renewable Energy, Vol. 145, pp. 1361-1387, 2019.
 
 [10] Alkilani M M., Sopian K., Sohif M., Alghoul M., Output air temperature prediction in a solar air heater integrated with phase change material. European Journal of Scientific Research, Vol. 27, pp. 334-341, 2009.
 
[11]  Krishnananth S S., Kalidasa Murugavel K., Experimental study on double pass solar air heater with thermal energy storage. Journal of King Saud University, Vol. 25,pp. 135–40, 2013.
 
[12] Anil K., Saini R P., Saini J S., A review of thermo-hydraulic performance of artificially roughened solar air heaters. Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 37, pp. 100–122, 2014.
 
[13] Chan H Y., Vinson A A., Baljit S S S., Ruslan M H., Comparison of thermal performances between low porosity perforate plate and flat plate solar air collector. IOP Conf. Series: Journal of Physics: Conference Series 989 012001, 2018
 
[14 K. Lari K., Baneshi M., Gandjalikhan Nassab S A., Komiya  A., Maruyama S., Combined heat transfer of radiation and natural convection in a square cavity containing participating gases, International Journal of Heat and Mass Transfer, Vol. 54, No. 23, pp. 5087–5099, 2011.
[15] Modest F., Radiative Heat Transfer. Academic press, California,  2013.
 
[16] Foruzan Nia M., Gandjalikhan Nassab S A., Ansari, A B., Transient combined natural convection and radiation in a double space cavity with conducting walls. International Journal of Thermal Sciences, Vol. 128, pp. 94-104, 2018.
 
[17] Noureddine M.,  Brima A., Experimental study of thermal efficiency of a solar air heater with an irregularity element on absorber plate, International Journal of Heat and Technology, Vol. 36, No. 3, pp. 855-860, 2018.