خلاصة:
در این مقاله به شبیه سازی عددی و بررسی مدلهای تابشی مختلف بر روی کلکتور مثلثی خورشیدی پرداخته شده است. در این مطالعه تأثیر تغییر دمای دیوار کف، زاویه رأس 80 و 40 درجه،تغییرات دماهای دیواره های جانبی مثلث، مطالعه انواع مدل های تابشی مختلف در حالت پایا و گذرا، همچنین تأثیر تغییرات عدد گراشف، ناسلت و ضریب انتقال حرارت بر عملکرد کلکتور و کانتورهای دما،فشار و سرعت
در حالت پایا بررسی شده است. با انجام فعالیت های ذکر شده، نتایج حالت پایا به شرح زیر ذکر می گردند:
1 - در همه حالات درون محفظه دو جریان مجزا که در اثر اختلاف دمای دیواره ها و سطح پایین می باشد ایجاد میشود. 2- ضریب انتقال حرارت دارای حداقل مقدار در وسط یا میانه دیواره است. دلیل این امر وجود نقطه سکون و حداقل سرعت در این نقطه است. میزان انتقال حرارت از لبه های سمت راست و چپ به سمت میانه جاذب کاهش می یابد. 3- تغییرات سرعت در دیواره پایینی جاذب از میزان حداکثر در دو دیواره سمت چپ و راست به میزان حداقل در میانه می رسد. 4- فشار هم دارای حداکثر مقدار در دوسمت راست و چپ می باشد و در قسمت میانی که نقطه سکون است مقدار حداقل فشار را خواهیم
داشت. 5- شدت توزیع کانتور دمای استاتیکی در وسط دیوار کف بیشتر و با حرکت به سمت اضلاع و رأس مثلث از این شدت کاسته می شود.
6- شدت توزیع کانتور فشار دینامیکی در وسط دیوار کف و نزدیک اضلاع مثلث بیشتر از قسمتهای دیگر می باشد.
7- شدت توزیع کانتور فشار استاتیکی با حرکت از دیوار کف به سمت رأس مثلث افزایش می یابد.
8- نرخ ضریب انتقال حرارت و در نتیجه انتقال حرارت برای زاویه 40 درجه بیشتر از زاویه 80 درجه است.
9- کلکتور دارای زاویه رأس 80 درجه نسبت به 40 درجه دمای استاتیکی متوسط کمتری را داراست
10 - عدد ناسلت متوسط و ضریب انتقال حرار ت با افزایش عدد گراشف افزایش می یابد. همچنین عدد ناسلت متوسط و ضریب انتقال
حرارت با افزایش زاویه رأس کلکتور کاهش می یابد.
11 - حداکثر مقدار تابع جریان زاویه 40 درجه بیشتر از زاویه 80 درجه است
نتایج حالت گذرا به شرح زیر ذکر می گردند:
1 -شار حرارتی در حالت گذراروی کف ثابت نیست و دارای حداکثر مقدار در میانه است و به ترتیب تا دیواره های سمت چپ و راست کاهش می یابد.
2- رفتار تغییرات فشار و سرعت در حالت گذرا مشابه حالت پایدار است.
-3 در حالت گذرا عدد ناسلت از ابتدای زمان تحلیل با افزایش گام های زمانی کاهش می یابد تا پس از 8 ثانیه تغییرات عدد ناسلت به کمترین مقدار خود می رسد و پس از آن ثابت می ماند.
-4 در حالت گذرا فشار استاتیکی، دینامیکی و اندازه سرعت با افزایش گام زمانی افزایش می یابد.
ملخص الجهاز:
در این مطالعه تأثیر تغییر دمای دیوار کف ، زاویه رأس ٨٠ و٤٠درجه ،تغییرات دماهای دیواره های جانبی مثلث ، مطالعه انواع مدل های تابشی مختلف در حالت پایا و گذرا، همچنین تأثیر تغییرات عدد گراشف ، ناسلت و ضریب انتقال حرارت بر عملکرد کلکتور و کانتورهای دما،فشار و سرعت در حالت پایا بررسی شده است .
معادلات بقای جرم ، ناویر استوکس و انرژی برای انتقال حرارت ناپایدار هندسه بیان شده به صورت زیر میباشد [٣٧ و ٣٨]: / (7) / (8) / (9) / (10) که u و v به ترتیب موافه ی افقی و عمودی سرعت ، ضریب انبساط گرمایی و Tc دمای دیواره کلکتور می باشد.
١١- حداکثر مقدار تابع جریان زاویه ٤٠ درجه بیشتر از زاویه ٨٠ درجه است نتایج حالت گذرا به شرح زیر ذکر می گردند: ١- شار حرارتی در حالت گذراروی کف ثابت نیست و دارای حداکثر مقدار در میانه است و به ترتیب تا دیواره های سمت چپ و راست کاهش می یابد.
١١- حداکثر مقدار تابع جریان زاویه ٤٠ درجه بیشتر از زاویه ٨٠ درجه است نتایج حالت گذرا به شرح زیر ذکر می گردند: ١- شار حرارتی در حالت گذراروی کف ثابت نیست و دارای حداکثر مقدار در میانه است و به ترتیب تا دیواره های سمت چپ و راست کاهش می یابد.
Rosen, A critical review of photovoltaic–thermal solar collectors for air heating, Applied Energy, Volume 88, Issue 11, November 2011, Pages 3603–3614.
Riffat, Jie Zhu, Review of passive solar heating and cooling technologies, Renewable and Sustainable Energy Reviews, Volume 14, Issue 2, February 2010, Pages 781–789 .