بررسی عددی جریان و انتقال گرما در گردآور خورشیدی سهموی SEGS LS2 تحت شرایط ورودی پله ای- سینوسی

نوع مقاله : پژوهشی کامل

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

2 استاد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

3 استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

چکیده

در مطالعه حاضر مدل خاصی از گردآورهای خورشیدی سهموی با نام SEGS LS2  مورد مطالعه عددی قرار گرفته است.  به طور کلی گردآورهای گرمای خورشیدی به دو دسته کلی متمرکز کننده (Concentrator) و غیر متمرکز کننده (None Concentrator) تقسیم بندی می­شوند که مدل SEGS LS2 از نوع متمرکز کننده بوده به طوری که نور خورشید را بر نقطه کانونی خود منعکس کرده و با کنار هم قرار دادن سهموی­ها و حرکت دادن یک سیال از روی نقطه کانونی، گرمای تابشی خورشید را جذب می­کند. گرما جذب شده به سیال عامل (روغن  Syltherm 800) منتقل شده و وارد سیستم گرمای می­گردد. مطالعه انجام شده به مقایسه سرعت ورودی لوله انتقال گرما که از  روغن Syltherm 800 تشکیل شده می­پردازد. به طوری که سرعت متوسط ورودی لوله ثابت، اما همراه با افت و خیز های ثانویه وارد گردآور سهموی می­گردد. برای ایجاد این افت و خیز های متناوب از ورودی پله­ای – سینوسی استفاده شده به طوری که با اعمال این شرط مرزی سرعت به طور لحظه­ای ( غیر پایا) تغییر کرده و سبب تلاطم بیشتر روغن ناقل گرما می­گردد. نتایج مطالعه نشانگر افزایش بازده گرمای تحت شرایط مرزی ورودی پله­ای – سینوسی می­باشد. به طوری این متغیر در مقایسه با ورودی سرعت ثابت 22% افزایش را به همراه دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1]  Mostafaeipour A., Zarezade M., Goudarzi H., Rezaei-Shouroki M., & Qolipour M. (2017). Investigating the factors on using the solar water heaters for dry arid regions: A case study. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 78, 157-166.‏
[2]  Dudley V., Premkumaran S. P., Kumar S. R., & Rajapandian R. (2017). SOLAR WATER HEATER THROUGH ALUMINIUM FOIL-A REVIEW. International Research Journal of Engineering and Technology (IRJET), 4(10), 2033-2037.‏
[3]  Moss T. A., & Brosseau D. A. (2005). Final test results for the Schott HCE on a LS-2 collector (No. SAND2005-4034). Sandia National Laboratories.‏
[4]  Karimi Sadaghiyani O., Mehdi Pesteei S., & Mirzaee I. (2014). Numerical study on heat transfer enhancement and friction factor of LS-2 parabolic solar collector. Journal of Thermal Science and Engineering Applications, 6(1).‏
[5]  Cheng Z. D., He Y. L., Cui F. Q., Xu R. J., & Tao Y. B. (2012). Numerical simulation of a parabolic trough solar collector with nonuniform solar flux conditions by coupling FVM and MCRT method. Solar Energy, 86(6), 1770-1784.‏
[6]  Mwesigye A., Bello-Ochende T., & Meyer J. P. (2015). Multi-objective and thermodynamic optimization of a parabolic trough receiver with perforated plate inserts. Applied Thermal Engineering, 77, 42-56.‏
[7]  Wang Y., Liu Q., Lei J., & Jin H. (2015). Performance analysis of a parabolic trough solar collector with non-uniform solar flux conditions. International Journal of Heat and Mass Transfer, 82, 236-249.‏
[8]  Jafar K. S. J., & Sivaraman B. (2015). Thermal performance of solar parabolic trough collector using nanofluids and the absorber with nail twisted tapes inserts. International Energy Journal, 14(4).‏
[9]  Turkyilmazoglu M. (2015). Anomalous heat transfer enhancement by slip due to nanofluids in circular concentric pipes. International Journal of Heat and Mass Transfer, 85, 609-614.‏
[10]             Kasaeian A., Daviran S., Azarian R. D., & Rashidi A. (2015). Performance evaluation and nanofluid using capability study of a solar parabolic trough collector. Energy conversion and management, 89, 368-375.‏
[11]             Moghari R. M., Akbarinia A., Shariat M., Talebi F., & Laur, R. (2011). Two phase mixed convection Al2O3–water nanofluid flow in an annulus. International Journal of Multiphase Flow, 37(6), 585-595.‏
[12]             Sokhansefat T., Kasaeian A. B., & Kowsary F. (2014). Heat transfer enhancement in parabolic trough collector tube using Al2O3/synthetic oil nanofluid. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 33, 636-644.‏
[13]             Gambit User Guide, 2005. Fluent Inc., Lebanon, New Hampshire
[14]             Fluent 6.2 User Guide, 2005. Fluent Inc., Lebanon, New Hampshire
[15]             Naeeni N., & Yaghoubi M. (2007). Analysis of wind flow around a parabolic collector (2) heat transfer from receiver tube. Renewable Energy, 32(8), 1259-1272.‏
Dow Chemical Company, Syltherm 800 Heat Transfer Fluid, Product Technical Data, Dow, 1997.