مطالعه عددی جذب حرارت بهینه توسط پنل¬های خورشیدی صفحه تخت و تأثیر شکل نانوسیال اکسید مس بر انتقال حرارت

نویسندگان

1 گروه شیمی، واحد اردبیل، دانشگاه آزاد اسلامی، اردبیل، ایران.

2 گروه شیمی، واحد اردبیل، دانشگاه آزاد اسلامی، اردبیل، ایران.

3 گروه مکانیک، واحد گرمی، دانشگاه آزاد اسلامی، گرمی، ایران.

doi
چکیده

برای جذب حداکثری گرما توسط کلکتور‌های خورشیدی، استفاده از سیال مناسب بسیار مهم است. برای این منظور، تحلیل انرژی و استفاده حداکثری از اکسرژی سیال ضروری است؛ بنابراین در این پژوهش از یک نانوسیال مناسب در کلکتور‌های صفحه تخت برای جذب حداکثری گرما استفاده شده است. همچنین تأثیر استفاده از نانوذرات اکسید مس به عنوان نانوسیال در یک کلکتور صفحه تخت از طریق تولید انرژی و اکسرژی ارزیابی شد. در این راستا، شبیه‌سازی بر اساس مدل‌سازی ریاضی در نرم‌افزار انسیس فلوئنت نسخه 6.3.26 توسعه یافت. در این مطالعه، کلکتور صفحه تخت با در نظر گرفتن پارامترهای محیطی مدل‌سازی شد. برای تحلیل عملکرد کلکتور خورشیدی، دو نرخ جریان جرمی متفاوت در نظر گرفته شد و تأثیرات نرخ جریان جرمی بر ویژگی‌های مختلف مورد بررسی قرار گرفت. علاوه بر این، ارزیابی کلکتور خورشیدی برای اشکال مختلف نانوذرات یعنی کروی، هرم مربعی، منشور پنج‌وجهی و منشور شش‌وجهی مورد بحث قرار گرفت. نتایج نشان داد که تغییرات در تولید آنتروپی ناشی از انتقال حرارت با افزایش کسر حجمی از 1% تا 5% برای تمام اشکال نانوذرات کاهش می­یابد. روند تولید آنتروپی کلی و تولید آنتروپی ناشی از اصطکاک سیال برای تمام اشکال نانوذرات مشابه یکدیگر بود. مطالعه حاضر و نتایج مشاهده شده می‌تواند راهنمای مناسبی برای بهبود عملکرد کلکتور‌های خورشیدی صفحه تخت بر اساس نانوسیالات باشد.