شماره ركورد
34689
پديد آورنده
سعد الجليحاوي
عنوان
مطالعه عملكرد نانوسيالهاي مبتني بر كربن و فلز در كلكتور خورشيدي صفحه تخت
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي مكانيك
سال تحصيل
1402
تاريخ دفاع
1404/11/30
استاد راهنما
دكتر مهدي مقيمي
استاد مشاور
-
دانشكده
مهندسي مكانيك
چكيده
افزايش پيوسته دماي جهاني و ضرورت كاهش مصرف سوختهاي فسيلي، استفاده از منابع انرژي تجديدپذير را به گزينهاي مطلوب تبديل كرده است؛ بهويژه سامانههاي انرژي خورشيدي كه با توجه به دسترسي گسترده و پاكبودن، از اهميت بالايي برخوردارند. كلكتور خورشيدي صفحه تخت يكي از فناوريهاي مهم در زمينه استفاده از انرژي خورشيدي براي كاربردهاي حرارتي در دماهاي پايين تا متوسط است. اين نوع كلكتورها به دليل ساختار ساده، هزينه ساخت پايين و نياز كم به نگهداري، كاربرد گستردهاي دارند. با اين حال، راندمان حرارتي پايين در سامانههاي متداول، توسعه و بهكارگيري گستردهتر آنها را با چالشهايي مواجه كرده است. استفاده از نانوسيالات بهعنوان سيال انتقال حرارت در كلكتورهاي خورشيدي صفحه تخت، به عنوان روشي نوين مورد توجه قرار گرفته و بهبودهاي قابل توجهي در عملكرد اين سامانهها گزارش شده است. نانوسيالات پايه كربني به دليل برخورداري از ويژگيهاي ترموفيزيكي برتر نسبت به نانوسيالات پايه فلزي، پتانسيل بيشتري براي افزايش بازده حرارتي در اين سامانهها دارند و چشمانداز مناسبي براي توسعه فناوريهاي حرارتي خورشيدي فراهم ميكنند. با وجود مطالعات پيشين، مقايسه بين نانوسيالهاي پايه كربني و فلزي در اين نوع كلكتور بهصورت جامع مورد بررسي قرار نگرفته است. در اين پاياننامه، ابتدا يك مدل ديناميك سيالات محاسباتي (CFD) توسعه داده شده است تا عملكرد نانوسيال پايه فلزي آب/ Al₂O₃و دو نانوسيال پايه كربني آب/ SWCNTو آب/MWCNT در غلظتهاي جرمي 1، 2 و 3 درصد، در كلكتور خورشيدي صفحه تخت ساده (FPSC) مورد ارزيابي قرار گيرد. سپس چند شاخص عملكردي شامل دماي خروجي سيال انتقال حرارت، صفحه جاذب، لوله جمعكننده و راندمان حرارتي براي هر غلظت از نانوسيالات انتخاب شده مورد ارزيابي قرار ميگيرد و نانوسيال برتر از ميان مقايسه شاخصهاي عملكردي كلكتور انتخاب شد و درنهايت عملكرد كلكتور به ازاي تابشهاي مختلف در ساعات روز براي كشور عراق بررسي شده است.
تاريخ ورود اطلاعات
1405/02/02
عنوان به انگليسي
Study of the performance of carbon and metal-based nanofluids in flat-plate solar collectors
تاريخ بهره برداري
2/19/2026 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
سعد الجليحاوي
چكيده به لاتين
The continuous increase in global temperatures and the need to reduce fossil fuel consumption have made the use of renewable energy sources a desirable option; especially solar energy systems, which are of great importance due to their wide availability and cleanliness. Flat-plate solar collectors are one of the important technologies in the field of using solar energy for thermal applications at low to medium temperatures. These types of collectors are widely used due to their simple structure, low manufacturing cost, and low maintenance requirements. However, the low thermal efficiency in conventional systems has faced challenges in their development and wider application. The use of nanofluids as heat transfer fluids in flat-plate solar collectors has been considered as a new method, and significant improvements in the performance of these systems have been reported. Carbon-based nanofluids have greater potential to increase thermal efficiency in these systems due to their superior thermophysical properties compared to metal-based nanofluids and provide a good prospect for the development of solar thermal technologies. Despite previous studies, the comparison between carbon-based and metal-based nanofluids in this type of collector has not been comprehensively investigated. In this thesis, a computational fluid dynamics (CFD) model has been developed to evaluate the performance of the metal-based nanofluid water/Al₂O₃ and two carbon-based nanofluids water/SWCNT and water/MWCNT at mass concentrations of 1, 2 and 3% in a simple flat plate solar collector (FPSC). Then, several performance indicators including the outlet temperature of the heat transfer fluid, absorber plate, collector tube, and thermal efficiency are evaluated for each concentration of the selected nanofluids, and the superior nanofluid was selected from the comparison of the collector performance indicators, and finally, the collector performance for different radiations during the daytime hours has been investigated for the country of Iraq.
كليدواژه هاي فارسي
كلكتور خورشيدي صفحه تخت , نانوسيال پايه كربني , نانوسيال پايه فلزي , ارزيابي شاخصهاي عملكردي
كليدواژه هاي لاتين
Flat plate solar collector , carbon-based nanofluid , metal-based nanofluid , Performance indicators evaluation
Author
Saad Al-Jlaihawi
SuperVisor
Dr. Mahdi Moghimi