فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

انرژی خورشیدی به عنوان یکی از منابع اصلی انرژی پاک، نقشی کلیدی در توسعه پایدار ایفا می‌کند. کلکتورهای خورشیدی سهموی خطی از پرکاربردترین فناوری‌ها برای بهره‌برداری از این انرژی در کاربردهای حرارتی دما متوسط هستند. در پژوهش حاضر، با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) به تحلیل جامع عملکرد حرارتی یک کلکتور خورشیدی سهموی خطی پرداخته شده است. تأثیر پارامترهای عملیاتی و طراحی، شامل سرعت دورانی لوله جاذب (10 و 15 رادیان بر ثانیه)، جنس لوله (مس، برنج و نیکل) و ضخامت دیواره (45/1تا 85/1 میلی‌متر)، بر مشخصه‌های هیدرودینامیکی و حرارتی سیستم مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که چرخش لوله به طور عمده بر لایه‌های سیال مجاور دیواره مؤثر بوده و با افزایش سرعت دورانی، اختلاط جریان تقویت شده و عملکرد حرارتی بهبود می‌یابد. لوله مسی به دلیل ضریب رسانش حرارتی بالا، در تمامی شرایط، بالاترین بازده حرارتی و دمای خروجی سیال را به ثبت رساند. همچنین مشخص شد که افزایش ضخامت دیواره، به دلیل افزایش مقاومت حرارتی، منجر به کاهش نرخ انتقال حرارت می‌شود. این کاهش برای لوله نیکلی (25%) بسیار محسوس‌تر از لوله مسی (7/7%) بود. دمای آب ورودی به لوله برابر با K 293 و دبی حجمی آن برابر است با lit/min 2. با افزایش عدد رینولدز از ۲۵۰ به ۵۵۰، ضریب انتقال حرارت جابه‌جایی در تمامی حالات افزایش یافته است.