بررسي تجربي عملكرد كلكتور نما خارجي و اثر افزودن نانو ذره بر آن

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مكانيك

كارشناسي ارشد

چكيده امروزه انرژي خورشيد براي تامين انرژي حرارتي مورد نياز بشر مورد توجه قرار گرفته است. يكي از اين كاربردها كمك گرفتن از انرژي خورشيد براي تامين انرژي حرارتي مورد نياز ساختمان است. هدف استفاده از كلكتورهاي نما خارجي تامين اين انرژي¬هاي مورد نياز مي¬باشد. در اين پژوهش به بررسي عملكرد دو كلكتور خورشيدي نما خارجي پرداخته شده است. كلكتور نما خارجي اول، مدل يك كلكتور خورشيدي صفحه تخت است. در اين مدل جريان جابجايي طبيعي و اجباري سيال، مورد بررسي قرار گرفته است. سيال¬ سيكل اين مدل كلكتور خورشيدي در هر بررسي تغيير داده شده است. سيال¬هاي در نظر گرفته شده در اين پژوهش، آب،آب-¬اتيلن-گلايكول، آب-نانوذره و آب¬-اتيلن¬گلايكول¬-نانوذره هستند. نتايج نشان مي¬دهد مخلوط آب-اتيلن¬گلايكول داراي كمترين ضريب انتقال حرارت در ميان سيالات مورد آزمايش بوده كه ضريب انتقال حرارت آن در جريان جابجايي طبيعي و اجباري به طور متوسط به ترتيب 3/20 و 5/15 درصد نسبت به سيال پايه آب كاهش يافته است. همچنين افزودن نانوذره در جهت بهبود انتقال حرارت سيال پايه، عمل كرده به طوري كه در جريان جابجايي طبيعي و اجباري به ترتيب 3/6 و 5/2 درصد بهبود در ضريب انتقال حرارت جابجايي به¬ترتيب براي نانوسيال 6/0 و 4/0 درصد وزني اكسيد سيليكون با سيال پايه آب به دست آمده است. براي نانو سيال با سيال پايه آب-اتيلن¬گلايكول حداكثر بهبود در ضريب انتقال حرارت 8/3 درصد براي نانوسيال با 6/0 درصد وزني اكسيد سيليكون بوده است. در ادامه كار حاضر شكل جديدي از كلكتور خورشيدي نما خارجي ساخته شده و عملكرد آن در شرايط مختلف مورد بررسي قرار گرفته است. كلكتور¬هاي نما خارجي به علت تاثيري كه بر ظاهر ساختمان¬ها دارند بايد با معماري بيروني آن¬ها سازگار باشند. براي حفظ اين موضوع رنگ پوشش سطح صفحه جاذب تغيير داده شده است. نتايج نشان مي¬دهد بازده كلكتور وابسته به رنگ پوشش صفحه جاذب است.در ميان پوشش¬هاي مورد بررسي، صفحه جاذب مشكي داراي بيشترين بازده حرارتي و پوشش آبي كمترين بازده را داشته است كه به طور متوسط بازده كلكتور با پوشش رنگ آبي 51/ 19 درصد كمتر از كلكتور با پوشش رنگ مشكي است. همچنين در اين كلكتور، طرح لوله¬هاي روي صفحه جاذب تغيير داده شده و نتايج نشان مي¬دهد بازده حرارتي لوله¬هاي طرح دوم 12/2 درصد از لوله¬هاي طرح اول كمتر است. در نهايت مدل حرارتي در حالت پايا براي پيش¬بيني بازده كلكتور خورشيدي ارائه شده كه از مقايسه نتايج تجربي و مدل تئوري مشخص شد، مدل به خوبي توانسته بازدهي كلكتور را در شرايط مختلف پيش¬بيني كند. كلمات كليدي: انرژي خورشيد، كلكتور نما خارجي، نانوذره، تغيير پوشش صفحه جاذب، مدل¬سازي حرارتي

217918

تبديل انرژي

مهندسي مكانيك

دانشگاه صنعتي اصفهان