افزایش بازده گرمایی هواگرمکنهای خورشیدی با استفاده از شیارهای عرضی و تعیین آرایش بهینه شیارها
نویسندگان
1 استادیار، گروه مهندسی مکانیک، واحد تبریز، دانشگاه آزاد اسلامی، تبریز، ایران
2 کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مکانیک، واحد تبریز، دانشگاه آزاد اسلامی، تبریز، ایران
doi
10.22034/jmeut.2020.9859چکیده
در این مقاله، عملکرد یک هواگرمکن خورشیدی با استفاده از شیارهای عرضی به صورت عددی بررسی شده است. برای این منظور، معادلات حاکم بر جریان سیال شامل قوانین پیوستگی، مومنتوم و انرژی در نرمافزار Fluent حل شدهاند. با توجه به متلاطم بودن جریان سیال در داخل هواگرمکنهای خورشیدی و سهم قابل توجه تابش در انتقال گرما، آشفتگی و تابش نیز در نظر گرفته شدهاند که برای یافتن بهترین مدلهای آشفتگی و تابش، نتایج حاصل با نتایج مطالعات تجربی قبلی برای هواگرمکن بدون شیار مقایسه شده است. سپس با استفاده از بهترین مدلهای بدست آمده، تأثیرات پارامترهایی نظیر وجود شیار، تغییر شار گرمایی مؤثر، تغییر هندسه و آرایش شیارها در دبیهای جرمی مختلف، بر بازده گرمایی هواگرمکن بررسی و تحلیل شده است. نتایج، افزایش بازده گرمایی با استفاده از شیارهای عرضی را تصدیق کرده و نشان دادند که در بین هندسههای مورد بررسی، شیارهای گوهای بهترین بازده گرمایی را دارند. همچنین آرایش بهینه شیارها، برای جریانهای با اعداد مختلف رینولدز، متفاوت است، بطوریکه در اعداد رینولدز پایین، فاصله بهینه دو شیار مجاور در مقایسه با اعداد رینولدز بالا، بیشتر است.
