چکیده مقاله
در این پژوهش، اثر استفاده از عایق آیروژل بر عملکرد حرارتی آبگرمکن خورشیدی صفحه تخت به صورت عددی بررسی شده است روش های مرسوم عایق کاری در این کلکتورها شامل پشم شیشه و پشم سنگ با ضریب هدایت حرارتی در حدود ۰٫۰۳۶–۰٫۰۳۷ وات بر متر کلوین می باشد که با گذشت زمان دچار افت کیفیت می شوند در این مطالعه، عایق آیروژل سیلیس با ضریب هدایت حرارتی ۰٫۰۱۲ وات بر متر کلوین کاهش ۶۷٪ نسبت به پشم سنگ جایگزین عایق های سنتی شده و عملکرد آن با شبیه سازی عددی سه بعدی دینامیک سیالات محاسباتی CFD ارزیابی شده است هندسه کلکتور با ابعاد ۲ متر طول، ۱ متر عرض و ۰٫۱۴ متر ضخامت در نرم افزار GAMBIT مدل سازی و شبکه بندی شد و حل عددی با ANSYS Fluent با استفاده از روش حجم محدود، مدل آشفتگی k ε RNG و مدل تشعشع Discrete Ordinates DO انجام گرفت فرضیات مساله شامل جریان پایا، تراکم ناپذیر، دمای ورودی ۲۰ درجه سانتیگراد، دمای محیط ۱۵ درجه سانتیگراد ، دبی جرمی ۰٫۰۰۵ کیلوگرم بر ثانیه و تابش خورشیدی ۷۰۰ وات بر متر مربع بود مطالعه استقلال شبکه با چهار اندازه متفاوت انجام شد و شبکه نهایی با حدود ۵۸۰ هزار المان انتخاب گردید اعتبارسنجی مدل با داده های آزمایشگاهی نشان داد تطابق خوبی با حداکثر خطای ۸٪ وجود دارد نتایج نشان داد که استفاده از عایق آیروژل دمای خروجی آب را از محدوده ۳۸– ۴۲ درجه سانتیگراد برای پشم سنگ/شیشه به ۴۸–۵۲ درجه سانتیگراد افزایش می دهد بهبود ۲۵٪ و راندمان حرارتی کلکتور تا ۷۵٪ افزایش می یابد همچنین، اتلاف حرارتی از جدار جانبی و زیرین کلکتور به طور قابل توجهی کاهش می یابد تحلیل پارامتریک نشان داد که راندمان کلکتور با افزایش دمای هوای ورودی تا ۲۷ درجه سانتیگراد افزایش و سپس کاهش می یابد که نشان دهنده وجود نقطه بهینه عملکرد است این مطالعه نشان می دهد که آیروژل با وجود هزینه اولیه بالاتر، گزینه ای نویدبخش برای بهبود عملکرد آبگرمکن های خورشیدی نسل آینده است
کلیدواژهها
نویسندگان
مجتبی سرلک
-کارشناس ارشد مهندسی مکانیک، گرایش تبدیل انرژی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد شهرمجلسی، شهرمجلسی، ایران.
مجتبی سرلک
کارشناس ارشد مهندسی مکانیک، گرایش تبدیل انرژی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد شهرمجلسی، شهرمجلسی، ایران
مصطفی سرلک
کارشناس ارشد مهندسی مکانیک، گرایش تبدیل انرژی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد شهرمجلسی، شهرمجلسی، ایران
مصطفی سرلک
کارشناس ارشد مهندسی مکانیک، گرایش تبدیل انرژی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد شهرمجلسی، شهرمجلسی، ایران
راضیه سادات صدوری
-کارشناس ارشد مهندسی فناوری اطلاعات، گرایش تجارت الکترونیک، دانشگاه قم، قم، ایران
راضیه سادات صدوری
کارشناس ارشد مهندسی فناوری اطلاعات، گرایش تجارت الکترونیک، دانشگاه قم، قم، ایران
شیوه ارجاع
�رلک، مجتبی و سرلک، مصطفی و صدوری، راضیه سادات،1405،شبیه سازی عددی اثر عایق آیروژل بر عملکرد حرارتی آبگرمکن خورشیدی صفحه تخت،سی و یکمین کنفرانس ملی مهندسی برق، کامپیوتر و مکانیک،شیروان
ارائهشده در
کنفرانس ملی مهندسی برق ،کامپیوتر و مکانیک7 مهر 1405 · شیروان