بررسی عددی مشخصه های جریان نانوسیال و انتقال حرارت در یک کلکتور خورشیدی سهموی خطی

در پژوهش حاضر رفتار و عملکرد جریان نانوسیال در یک کلکتور خورشیدی سهموی (پارابولیک) خطی، شبیه سازی و مطالعه شده است. جریان به صورت سه بعدی، آشفته و تراکم ناپذیر در نظر گرفته شده است. مدل سازی جریان به صورت ترکیبی از روش مونت کارلو (MCRT) و شبیه سازی عددی بود که به ترتیب توسط نرم افزارهای soltrace و انسیس فلوئنت اجرا گردید. شار تابشی بازتابیده شده از آینه بر روی لوله جاذب توسط نرم افزار soltrace محاسبه شد و توسط کد UDF به انسیس فلوئنت معرفی گردید. خواص ترموفیزیکی شامل دانسیته، گرمای ویژه، ضریب هدایت حرارتی و لزجت، تابعی از دما در نظر گرفته شد. مشاهده شد که در عدد رینولدز ۱۰۰۰ و در دو کسر حجمی ۲ و ۵ درصد میزان افزایش ضریب انتقال حرارت برای اکسیدآلومینیوم به ترتیب ۳ و ۱۱ درصد، برای پودر مس ۷ و ۱۵ درصد و پودر نقره ۷ و ۴۲ درصد است. در عدد رینولدز ۱۵۰۰۰ به ترتیب اکسیدآلومینیوم ۸ و ۳۳ درصد، پودر مس ۹ و ۲۹ درصد و پودر نقره ۸ و ۲۵ درصد افزایش را نشان می دهد. نتایج نشان داد که با ثابت ماندن عدد رینولدز، میزان ضریب انتقال حرارت با افزایش مقدار حجمی نانوسیال، افزایش می یابد. همچنین مشاهده شد که عملکرد نانوذره پودر نقره در اعداد رینولدز پایین، بهتر از دیگر نانوذرات بود و با افزایش عدد رینولدز از میزان عملکرد آن کاسته می شود. عملکرد اکسیدآلومینیوم برخلاف پودر نقره در عدد رینولدز کم مطلوب نمی باشد ولی با افزایش عدد رینولدز، عملکرد آن بهبود می یابد.

کلیدواژه ها:

کلکتور سهموی خطی ، نانوسیال ، soltrace ، انسیس فلوئنت ، ضریب انتقال حرارت