14306

14306

بهبود عملكرد استخر خورشيدي گراديان نمك با استفاده از روش‏هاي عددي

كارشناسي ارشد

تبديل انرژي

فروردين ماه 1394

فروردين ماه 1394

دكتر شهرام درخشان

مكانيك

چكيده استخرهاي خورشيدي گراديان نمك، استخرهايي مي‏باشند كه در آن‏ها با تشكيل محلول نمك و لايه‏هايي كه شامل گراديان‏هاي نمك مي‏باشند، به دليل چگال‏تر بودن لايه‏هاي زيرين كه اين سنگيني لايه‏ها بر نيروي شناوري غلبه كرده و باعث عدم رخ‏دادن جابه‏جايي طبيعي در آن لايه‏ها شده، انرژي تشعشعي خورشيد ذخيره مي‏گردد. هدف از اين پايان‏نامه ارايه‏ي روش‏هاي تحليل يك بعدي و دو بعدي براي مدلسازي استخر خورشيدي گراديان نمك و ارايه‏ي حل عددي كه بتواند اعتبار خوبي براي پيش‏بيني رفتار ذخيره‏ي انرژي در استخر خورشيدي داشته باشد، مي‏باشد. در روش يك بعدي، استخر خورشيدي در راستاي عمق مورد تحليل و بررسي قرار گرفته شده است به گونه اي كه معادله ي پيوستگي و انرژي در راستاي عمق استخراج شده و با استفاده از روش عددي ضمني، در نرم افزار Matlab كدنويسي و حل شده است. همچنين ترم تشعشع خورشيدي به طور كامل فرموله و محاسبه شده و به صورت ترم چشمه در معادله ي انرژي قرار گرفته شده است. در نهايت نتايج با نتايج بدست آمده از استخر خورشيدي ساخته شده در دانشگاه فردوسي مشهد اعتبار سنجي گرديده است سپس ابزاري براي بهينه سازي ارتفاع لايه هاي استخر با هدف بيشينه‏ي راندمان حرارتي ارائه گرديده است. در روش‏ دوبعدي، استخر خورشيدي در نرم افزار Fluent به منظور بررسي رفتار هيدروديناميكي و حرارتي سيال آب نمك، بر اثر گذشت زمان شبيه سازي شده و مجدد نتايج با نتايج آزمايشگاهي استخري مشابه در مقالات، اعتبار سنجي شده و پارامترهاي موثر در فيزيك حاكم بر استخرهاي خورشيدي گراديان نمك مورد بررسي قرار گرفته شده است. واژه‌هاي كليدي: انرژي خورشيدي، استخر خورشيدي گراديان نمك، انتقال حرارت گذرا، ميدان سرعت، دما و غلظت