15780

15780

افزايش راندمان كلكتور خورشيدي جذب مستقيم با استفاده از نانوسيال آب-اكسيد مس

كارشناسي ارشد

تبديل انرژي

اسفند ماه 1394

اسفند ماه 1394

دكتر عباسعلي فرداد

دكتر سيدمصطفي حسينعلي پور

مكانيك

چكيده از آنجا كه منابع سوخت¬هاي فسيلي به شدت در حال كاهش است، دانشمندان و محققان مطالعات خود را به سمت استفاده از منابع تجديدپذير و به خصوص انرژي خورشيدي سوق داده¬اند. ميزان انرژي به دست آمده از خورشيد به مراتب بيشتر از سوخت¬هاي فسيلي است اما در استفاده از آن مشكلاتي از قبيل كنترل انرژي، گران قيمت بودن وسايل، راندمان پايين دستگاه¬ها و... وجود دارد. يكي از وسايلي كه در استفاده از انرژي خورشيدي به كار مي¬رود كلكتور خورشيدي است كه با انتقال انرژي تشعشعي به سيال باعث افزايش دماي آن مي¬شود. استفاده از سيالات پايه معمولي از قبيل آب، اتيلن گليكول و ... به علت خواص تشعشعي و حرارتي نسبتاً ضعيف باعث راندمان پايين در اين وسايل مي¬شود لذا اخيراً دانشمندان به فكر استفاده از سيالاتي كه داراي خواص حرارتي ويژه¬اي هستند، افتاده¬اند. در ابتدا ذرات در اندازه¬¬ي ميكرو به منظور افزايش خواص حرارتي به سيالات اضافه شدند، اما اين ذرات داراي مشكلاتي مانند رسوب بودند. با گذشت زمان ذرات در اندازه نانو تهيه شده و به سيالات اضافه شدند. نانوذرات علاوه بر اينكه مشكلات ميكروذرات را نداشتند، خواص تشعشعي و حرارتي بهتري نيز ارائه مي¬دادند. نانوسيالات داراي كاربرد بسيار وسيعي هستند كه يكي از آنها استفاده در كلكتورهاي خورشيدي مي¬باشد. كلكتورهاي خورشيدي نيز داراي انواع مختلفي هستند كه از بين آنها تنها كلكتورهاي جذب مستقيم حرارت را بدون واسطه به سيال منتقل مي¬كنند، لذا انتقال حرارت تشعشعي نقش پررنگ¬تري نسبت به هدايت و جابجايي ايفا مي¬كند. در اين پايان نامه به صورت عددي به معرفي جزئيات استفاده از نانوسيال آب-اكسيد مس به عنوان سيال عامل كلكتور خورشيدي جذب مستقيم پرداخته مي¬شود. همچنين اثر مشخصه¬هاي مختلف مانند دبي نانوسيال ، كسر حجمي نانوذرات، طول مؤثر كلكتور و عمق جذب بر روي راندمان كلكتور مورد بررسي قرار مي¬گيرد. استفاده از نانوسيال به جاي سيال پايه در كسرهاي حجمي 0025/0؛ 005/0، 01/0 و 0.02 درصد راندمان را به ترتيب 53/12، 44/17، 27/19 و 07/19 درصد افزايش مي¬دهد. در نهايت اثر مشخصه¬هاي جديدي مثل ضخامت شيشه، ضخامت عايق كف كلكتور و استفاده از كفه جاذب به جاي كفه بازتابنده بر روي راندمان نانوسيال بررسي شده و مشاهده مي¬شود كه تأثير قابل توجهي بر روي راندمان دارند؛ به طوري كه با افزايش ضخامت شيشه راندمان بين 22/3 تا 36/7 درصد كاهش مي¬يابد؛ با افزايش ضخامت عايق راندمان بين 53/1 تا 95/2 درصد افزايش مي¬يابد؛ همچنين استفاده از كفه جاذب به جاي كفه بازتابنده در سيال پايه موجب افزايش 11/16 درصدي راندمان و در نانوسيال موجب افزايش صفر تا 89/1 درصدي در راندمان مي¬شود. واژه‌هاي كليدي:كلكتور خورشيدي جذب مستقيم، نانوسيال آب-اكسيد مس، شبيه¬سازي عددي