تحلیل عملکرد یک گیرنده سهموی خورشیدی با نوارهای پیچشی در لوله جاذب (تاثیر تعداد و ضخامت نوار پیچشی)

نویسندگان

1 استادیار،گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه الزهرا، تهران، ایران

2 استادیار،دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران

doi
10.47176/MAJ.2025.1511
چکیده

در این مقاله به بررسی عددی تاثیر تعداد و ضخامت نوار پیچشی در لوله جاذب یک گیرنده سهموی خوشیدی بر مشخصه‌های عملکردی آن پرداخته شده است. شبیه‌سازی گیرنده خورشیدی در شرایط کاملاً توسعه‌یافته جریان سیال و با استفاده از مدل آشفتگی realizable k-ε انجام شده است. پارامترهای هندسی شامل نسبت پیچش (5/0 و 0/1)، ضخامت نوار پیچشی (1، 1.5، 2 میلی متر) و تعداد نوارهای پیچ خورده (1، 2، 3) و عدد رینولدز (شامل 5 سطح) نیز به عنوان پارامتر جریان در نظر گرفته شد‌ه‌اند. با کاهش 100% نسبت پیچش (از 1 به 5/0)، عدد ناسلت به طور میانگین 15% افزایش می‌یابد. در هر حالت مشخص از تعداد و ضخامت نوار پیچشی، با افزایش عدد رینولدز، فاکتور اصطکاک و عدد ناسلت به ترتیب کاهش و افزایش می‌یابند. در اعداد رینولدز بالای 89000، عدد ناسلت با تغییر تعداد نوار پیچشی به میزان تقریبی 35% تغییر می‌کند.کمترین فاکتور اصطکاک در حالت یک نوار پیچشی و بیشترین عدد رینولدز و بیشترین عدد ناسلت در بالاترین عدد رینولدز و در حالت دو نوار پیچشی قابل دستیابی است. افزایش ضخامت نوار پیچشی از 1 به 5/1 میلی‌متر سبب افزایش تقریبی 8% الی 16% در فاکتور اصطکاک، 17% در عدد ناسلت و 74/13 % در فاکتور ازدیاد حرارت می‌گردد. این در حالی است که با افزایش ضخامت از 5/1 به 2 میلی‌متر تاثیر چندانی بر فاکتور اصطکاک، عدد ناسلت و فاکتور ازدیاد حرارت مشاهده نمی‌شود. با افزایش عدد رینولدز تاثیرگذاری ضخامت نوار پیچشی بر ضریب اصطکاک، عدد ناسلت و فاکتور ازدیاد حرارت بیشتر می‌گردد.