آرش میرعبدالله لواسانی
-
دانشمندان همواره بر کاهش دمای سلول های خورشیدی تاکید داشته و از روش های گوناگون با هدف کاهش دمای پنل های خورشیدی بهره گرفته اند، چرا که دمای بالا موجب خرابی و ایرادات متنوع و متعدد در ساختار پنل های فتوولتائیک می شود. از تحقیقات موثر و مهمی که بر روی سلول های خورشیدی با هدف کاهش دما و افزایش بازدهی آنها انجام شده است می توان به روش خنک سازی تشعشعی اشاره کرد که این تحقیقات نشان می دهد سلول فتولتائیک پوشش دهی شده با لایه بندی شفاف نسبت به سلول خورشیدی عاری از هرگونه لایه اضافی دارای بازدهی بیشتری است. در این مطالعه ساختار معمولی (تجاری) سلول خورشیدی از لحاظ اپتیکی و دمایی با ساختارهای پوشش دهی شده مقایسه گردید. این مقایسه نشان داد که ساختارهای پوشش دهی شده بازدهی بالاتری نسبت ساختار تجاری دارند. در این تحقیق سه ساختار سلول فتوولتائیک را کنار هم قرار داده که این سه ساختار شامل 1- ساختار تجاری (ساده) 2- پنل خورشیدی به همراه یک لایهPDMS 3- پنل خورشیدی به همراه یک لایه PVB هستند. سپس به تحقیقات نرم افزاری و شبیه سازی پیرامون خواص تشعشعی و دمایی این سه ساختار پرداخته و با مقایسه آنها نشان داده شد که در ساختارهای دارای PDMS وPVB دمای لایه بندی برحسب شدت تابش به ترتیب در حدود 5 و 9 کلوین نسبت به ساختار تجاری کاهش می یابد که این نشان از تاثیر خنک سازی تشعشعی مواد پلیمری شفاف بر روی این دو ساختار دارد.
کلید واژگان: سلول خورشیدی, خنک سازی تشعشعی, لایه بندی شفاف, انرژی تجدیدپذیر, اپتیکScientists have always emphasized on reducing the temperature of solar cells and have used various methods with the aim of reducing the temperature of solar panels, because high temperature causes damage and various defects in the structure of photovoltaic panels. Among the effective and important researches that have been carried out on solar cells with the aim of reducing their temperature and increasing their efficiency, we can mention the radiation cooling method, which shows that the photovoltaic cell coated with a transparent layer is better than the bare solar cell. It is more efficient than any additional layer. In this study, the conventional (commercial) structure of the solar cell was compared with the coated structures in terms of optics and temperature. This comparison showed that the coated structures have higher efficiency than the commercial structure. In this research, three solar photovoltaic structures have been put together, which include 1- commercial (simple) structure, 2- solar panel with a PDMS layer, 3- solar panel with a PVB layer. Then to software research and simulation. The radiation and temperature properties of these three structures were discussed and by comparing them, it was shown that in the structures with PDMS and PVB, the layering temperature in terms of radiation intensity is reduced by about 5 and 9 K, respectively, compared to the commercial structure, which is an indication of the effect of cooling. The radiation of transparent polymer materials has on these two structures.
Keywords: Solar Cell, Radiation Cooling, Transparent Layering, Renewable Energy, Optics -
مطالعه حاضر به بررسی عددی اثر میدان مغناطیسی و نانوسیال هیبریدی بر انتقال حرارت از یک میکروکانال می پردازد. میکروکانال با سطح مقطع مربع و ابعاد 5/0× 5/0 میلی متر در داخل قطعه مکعبی شکل ایجاد شده است. قطعه مکعبی شکل از یک وجه تحت شار حرارتی و میدان مغناطیسی ثابت به ترتیب3750 وات بر مترمربع و یک تسلا بصورت عمود بر جریان قرار گرفته است. در این پژوهش از نانوسیال هیبریدی، روغن سویا به عنوان سیال پایه و نانوذرات هیبریدی با شرایط اختلاط 75 درصد اکسید منیزیم و 25 درصد دی اکسید آلومینیوم با کسر حجمی یک تا 4 درصد استفاده شده است. جریان آرام و دبی حجمی های سیال داخل میکروکانال 01/0، 025/0، 05/0، 075/0، 1/0 میلی لیتر بر ثانیه می باشد. در مطالعه عددی از مدل تک-فاز و برای حل معادلات از روش حجم محدود استفاده شده است. نتایج نشان می دهد که استفاده از شرط مرزی انتقال حرارت جابه جایی اجباری با هوای محیط در 5 وجه قطعه مکعبی شکل نسبت به عدم استفاده از انتقال حرارت جابه جایی اجباری در وجوه می تواند باعث افزایش ضریب انتقال حرارت جابه جایی بین 3/8 تا 50 درصد شود.
کلید واژگان: شرط مرزی متغیر, روغن سویا, اکسید منیزیم, دی اکسید آلومینیوم, شار حرارتی ثابتThis numerical study examines the influence of a magnetic field and hybrid nanofluid on heat transfer in a microchannel. The microchannel with a square cross-section and dimensions of 0.5 × 0.5 mm, is situated within a cube-shaped piece. A heat flux of 3750 W/m2 and a constant magnetic field of 1 tesla, perpendicular to the flow, are applied. The research employs a hybrid nanofluid, with soybean oil as the base fluid and hybrid nanoparticles comprising 75% magnesium oxide and 25% aluminum dioxide, at a volume fraction of 1 to 4%. The laminar fluid flow is used, and the volume flow inside the microchannel is 0.01, 0.025, 0.05, 0.075, and 0.1 ml/s, respectively. The numerical analysis utilizes a single-phase model, and the finite volume method is employed to solve the equations. The results indicate that applying boundary conditions of forced convection with ambient air on the five sides of the cube-shaped piece can enhance the convective heat transfer coefficient by 8.3% to 50%, compared to the absence of force convection in the faces under certain conditions.
Keywords: Variable Boundary Condition, Soybean Oil, Magnesium Oxide, Aluminum Dioxide, Constant Heat Flux -
در این مطالعه، خنک سازی یک سیستم فتوولتاییک متمرکز کننده دو بعدی به کمک هیت سینک حاوی مواد تغییر فاز دهنده و نانوذرات اکسیدمس به کمک روش عددی بررسی شده است. ماده تغییر فاز دهنده و نانو ذرات انتخابی به ترتیب از نوع n-octadecane و اکسید مس می باشد. نتایج این تحقیق نشان می دهد که اضافه کردن نانوذرات اکسید مس با کسرجرمی 3و 5 درصد به ماده تغییر فاز دهنده پایه، باعث کاهش دمای سلول خورشیدی از o C 191 به ترتیب به o C 185 و oC 180 می گردد.
کلید واژگان: مواد تغییر فاز دهنده, سیستم فتوولتاییک متمرکننده, نانو ذرات اکسید مسIn this study, the cooling of a photovoltaic system with a concentrator is done with the help of a heat sink containing phase change materials and copper oxide nanoparticles using a numerical method. The photovoltaic module has a two-dimensional concentrator, and n-octadecane is chosen as the phase change material, and the mass fraction of copper oxide nanoparticles is 3 and 5%. The results of this research show that adding copper oxide nanoparticles with a mass fraction of 3% and 5% to the basic phase change material reduces the temperature of the solar cell from 191 o C to 185 o C and 180 o C, respectively.
Keywords: Phase Chance Material, Concentrator Photovoltaic, Cuo Nanoparticles -
در این مطالعه، عملکرد هیدرولیکی-حرارتی یک کانال موجی نیمه متخلخل با جریان نانوسیال و اعمال میدان مغناطیسی ارزیابی شده است. میدان مغناطیسی عمود بر کانال اعمال شده است. جریان نانوسیال در این طرح، به صورت تک فاز، تراکم ناپذیر و دائم در نظر گرفته شده است. محدوده ی عدد هارتمن و عدد دارسی به ترتیب 10≤ Ha ≤0 و 2-10≤ Da ≤ 5-10 است. نانوذرات اکسید منیزیم در چهار کسر حجمی مختلف (0، 2، 4 و 5 درصد) مورد بررسی قرار گرفته است. معادلات حاکم، به روش حجم محدود حل شده است. بر اساس نتایج به دست آمده، افزایش کسرحجمی نانوذرات و موج کانال باعث بهبود انتقال حرارت خواهد شد. در یک رینولدز ثابت، افزایش تعداد موج کانال از 4 تا 6 موجب کاهش 8/7 درصدی عملکرد هیدرولیکی-حرارتی شده است. افزایش نفوذپذیری در محیط متخلخل، سبب تشدید عدد ناسلت و کاهش اصطکاک شده است. بهترین عملکرد هیدرولیکی-حرارتی در عدد دارسی 01/0 به مقدار 08/10 و کمترین آن در عدد دارسی 00001/0 به مقدار 52/0 است. همچنین، وجود میدان مغناطیسی تاثیر مثبتی بر عملکرد حرارتی داشته است. نتایج حاصل از این مطالعه می تواند در طراحی مبدل های حرارتی، راه گشا باشد.
کلید واژگان: عملکرد هیدرولیکی-حرارتی, تحلیل عددی, کانال موج دار, میدان مغناطیسی, کانال نیمه متخلخلIn this study, the hydraulic-thermal performance of a semi-porous wave channel with nanofluid flow and applied magnetic field has been evaluated. The magnetic field is perpendicular to the channel. In this design, single-phase, incompressible and permanent nanofluid flow is considered. The ranges of Hartmann number and Darcy number are 0 ≤ Ha ≤ 10 and 10-5 ≤ Da ≤ 10-2, respectively. Magnesium oxide nanoparticles have been investigated in four different volume fractions (0, 2, 4 and 5%). The governing equations are solved by the finite volume method. Based on the obtained results, increasing the volume fraction of nanoparticles and channel wave improves heat transfer. At constant Reynolds number, increasing the number of wave channels from 4 to 6 resulted in a 7.8% decrease in thermal hydraulics. The increase in permeability in the porous medium has increased the Nusselt number and reduced friction. The best thermal hydraulic performance is 10.08 at Darcy number 0.01 and the lowest is 0.52 at Darcy number 0.0001. Also, the presence of magnetic field has a positive effect on thermal performance. The results of this study can be useful in the design of heat exchangers.
Keywords: Thermal Hydraulic Performance, Numerical Analysis, Wavy Channel, Magnetic Field, Semi-Porous Channel -
هدف از این کار بررسی یک هندسه متفاوت درکلکتور سهموی به منظور افزایش راندمان حرارتی از طریق جذب همزمان سطحی و حجمی به صورت ترکیبی هست. اخیرا مشاهده شده که اگر دمای ورودی بالای 250 درجه سانتی گراد باشد کلکتورهای جذب مستقیم می تواند راندمان را تا 10% افزایش دهد با توجه به اینکه رابطه مستقیمی بین غلظت نانوسیال و قطر لوله شفاف حامل سیال با ضریب جذب وجود دارد، از طرفی هرچه غلظت نانوسیال بالا رود مشکلات رسوبگذاری سیال و نگهداری سیستم پیش می آید. در این تحقیق مقدار نانوکربن استفاده شده به صورت سوسپانسیون 0/02 gr/l در سیال پایه روغن در نظر گرفته شده است که طبق داده های تجربی این مقدار غلظت نانو کربن پرتوهای نور را در عمق 24 (میلی متر) کاملا جذب میکند و از همین ضریب جذب برای این هندسه خاص از کلکتور استفاده شده است. نتایج نشان میدهد بقیه تشعشع به صورت سطحی با استفاده از لوله مرکزی جذب میشود به طوری که راندمان حرارتی را تا 6 درصد نسبت به کلکتور معمول جذب مس را داریم که حدود 19 درجه کلوین است.
کلید واژگان: کلکتور سهموی, نانوسیال, جذب سطحی, عملکرد حرارتیThe purpose of this work is to investigate a different geometry in the parabolic collector in order to increase the thermal efficiency through simultaneous surface and volume absorption in a combined condition. Recently, it has been observed that if the inlet temperature is above 250 °C, Direct absorption collectors can increase efficiency up to 10% Considering that there is a direct relationship between the concentration of nanofluid and the diameter of the transparent tube carrying the fluid with the absorption coefficient, On the other hand, as the concentration of nanofluid increases, fluid sedimentation and system maintenance problems occur. In this research, the amount of nanocarbon used as a suspension of 0.02 gr/l in oil base fluid is considered. According to experimental data, this amount of nano carbon concentration completely absorbs light rays at a depth of 24 (mm) and this absorption coefficient has been used for this specific geometry of the collector. The results show that the rest of the radiation is absorbed on the surface using the central tube, so that the thermal efficiency is up to 6% compared to the usual copper absorption collector, which is about 19 degrees Kelvin.
Keywords: Parabolic Collector, Nanofluid, Adsorption, Thermal Performance -
در این مقاله دو نمونه کابل پل های ترکه ای جهت باز تولید ارتعاش القایی ناشی از باد و باران، طراحی و در تونل باد مورد آزمایش قرار گرفته است. از آنجایی که کابل پل های کابلی، عضو سازه ای انعطاف پذیری می باشد و فرکانس طبیعی بسیار کم و میرایی ذاتی ناچیزی دارد، مستعد ارتعاش های مختلف نظیر ارتعاش ناشی از باد، ارتعاش ناشی از باد - باران و زلزله می باشد که ارتعاش القایی ناشی از باد - باران به یکی از نگرانی های بزرگ مهندسی پل تبدیل شده است. یکی از روش هایی که برای کاهش اثرات باد و باران بر روی کابل ها مورد بررسی قرار می گیرد، مشخصات آیرودینامیکی کابل می باشد و همچنین یکی از موارد تاثیرگذار بر آیرودینامیک کابل، ایجاد جریان آب باران بر روی سطح کابل است. جهت کاهش ارتعاشات القایی نیاز به استفاده از روشی می باشد که تا حد ممکن به آیرودینامیک کابل آسیب وارد نکند از اینرو در سطح کابل شیارهای مارپیچی تعبیه گردیده شده است تا این جریان آب را به پایین کابل هدایت کند. با آزمایش دو مدل کابل (بدون شیار و با شیار) در تونل باد همراه با جریان مصنوعی باران تحت اثر سرعت های مختلف باد و همچنین زوایای متفاوت کابل نسبت به صفحه عمود بر باد، این نتیجه حاصل شده است که ایجاد شیار های مارپیچ به دور کابل، جریان های فرکانس پایین را حذف می کند و بنابراین دامنه ارتعاش کاهش می یابد.
کلید واژگان: پل های ترکه ای, ارتعاش ناشی از باد و باران, نتایج آزمایشگاهی, تونل باد, کابلIn this present, two pairs of cable models were designed and tested to reproduce the induced vibration of stay cables in a wind tunnel. Cable of cable-stat stayed bridges are flexible structural members that have very low natural frequency and low intrinsic attenuation, Therefore, they are able to various vibrations such as wind vibration, wind-rain-induced vibration (RWIV), and earthquakes. Wind-rain-induced vibration has become one of the major concerns of bridge engineering. One of the ways to reduce the effects of wind and rain on cable bridges has been examined is cable aerodynamic specification and also one of the factors affecting the aerodynamics of the cable is the formation of rainwater flow on the surface of the cable. Therefore, spiral grooves were installed on the surface of the cable to direct this flow of water to the bottom of the cable. By testing two cable models (without grooves and with grooves) in the wind tunnel with artificial rain flow, the effect of different wind speeds, and also different yaw angles, it was concluded that by creating spiral grooves to The cable circumference can reduce the induced vibration caused by wind and rain, and the presence of these spiral grooves around the cable eliminates low-frequency currents and thus reduces the amplitude of the induced vibration.
Keywords: Cable-stayed bridges, wind-induced vibration, Experimental investigation, Wind tunnel, Cable -
چاه های حرارتی همواره در خنک سازی تجهیزات الکتریکی نقش مهمی ایفا می کنند. دراین پژوهش در یک رویکرد جدید از پارافین به عنوان ماده تغییر فاز دهنده با توجه به محدوده دمای تغییر فاز مناسب با نانوذرات لوله کربنی چند جداره به صورت همگن در یک چاه حرارتی استفاده شده است. برای مدل سازی و حل معادلات حاکم از نرم افزار انسیس فلوینت با روش حجم محدود و الگوریتم پیزو استفاده شده است. فرآیند ذوب ماده تغییر فاز دهنده به صورت عددی با اعمال سه شار حرارتی 10000، 20000 و 30000 وات بر مترمربع به کمک روش آنتالپی-تخلخل در فضای سه بعدی بررسی شده است. بر اساس نتایج به دست آمده در حین فرآیند تغییر فاز، اضافه نمودن نانو ذرات با درصدهای حجمی 4، 6 و 8 درصد، عملکرد بهتری در جهت کاهش دمای تغییر فاز داشته است. پس از اتمام فرآیند تغییر فاز تغییر فاز، افزایش درصد حجمی نانو ذرات همیشه تاثیر مثبتی نداشته و از میان گزینه های پیشنهادی نانوذره با کسر حجمی 4 درصد بهترین عملکرد را داشته است. ایجاد این شرایط ناشی از افزایش انتقال حرارت هدایتی در ماده تغییر فاز دهنده بدلیل کاهش لزجت می باشد. به طور کلی افزودن 8 درصد نانوذره، زمان ذوب کامل را 15 درصد نسبت به ماده تغییر فاز دهنده خالص افزایش داده است.
کلید واژگان: انتقال حرارت, فرآیند ذوب, شبیه سازی عددی, مواد تغییر فازدهنده, نانو لوله کربنی چندجدارهHeat sinks have always played a crucial role in cooling electrical equipment. In this research, in a new approach, paraffin is used as a phase change material according to the suitable phase change temperature range with multi-wall carbon tube nanoparticles homogeneously in a heat sink. AnasysFluent software with finite volume method and PISO algorithm was used to model and solve the governing equations. The melting process of the PCM is numerically investigated in a three-dimensional space by applying three heat fluxes of 10,000, 20,000, and 30,000 watts per square meter, using the enthalpy-porosity method. According to the obtained results during the phase-change process, the addition of nanoparticles with volumetric percentages of 4, 6, and 8% leads to better performance in reducing the phase-change temperature. After the completion of the phase change process, increasing the volume percentage of nanoparticles does not always have a positive effect, and among the proposed options, nanoparticles with a volume fraction of 4% showed the best performance.This improvement is due to the increased conductive heat transfer in the PCM, resulting from reduced viscosity. Overall, adding 8% nanoparticles increases the total melting time by 15% compared to the pure PCM.
Keywords: Heat Transfer, Melting process, Numerical Simulation, phase change materials, Multi-walled carbon nanotube -
در این مطالعه، انتقال حرارت جابه جایی نانوسیال به صورت تک فاز، تراکم ناپذیر، آرام و دایم در یک کانال دوبعدی سینوسی تحت تاثیر میدان مغناطیسی دارای محیط متخلخل بررسی شده است. شار حرارتی متناوب در دیوارهای کانال اعمال شده است. معادلات حاکم بر مسیله از طریق نرم افزار فلوینت و با رویکرد حجم محدود گسسته-سازی شده و کوپلینگ سرعت و فشار با استفاده از الگوریتم سیمپل انجام شده است. محدوده عدد رینولدز جریان 500 ≤ Re ≤ 200 است. آب به عنوان سیال پایه در نظر گرفته است و نانوذره اکسید منیزیم به آن افزوده شده است. درصد حجمی نانوسیال 04/0 است. جریان نانوسیال در 4 عدد دارسی مختلف (00001/0، 0001/0، 001/0، و 01/0) و اعمال میدان مغناطیسی در 4 عدد هارتمن (0، 4، 7 و10) مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که در همه موارد با افزایش عدد هارتمن، حرارت منتقل شده بهبود و افت فشار افزایش می یابد. با افزایش عدد دارسی از 00001/0 به 01/0 در شرایط یکسان (رینولدز 500 و هارتمن 10) عدد ناسلت 392/4 برابر می شود. همچنین با افزایش عدد دارسی مقاومت ویسکوز کاهش یافت و همواره افت فشار کمتر شد به نحوی که نسبت افت فشار عددی کوچک تر از 1 به دست آمد.
کلید واژگان: انتقال حرارت جابه جایی, شبیه سازی عددی, روش حجم محدود, محیط متخلخل, میدان مغناطیسیIn this study, the heat transfer of nanofluids as single-phase, incompressible, laminar, permanent in a two-dimensional sinusoidal channel under the influence of a magnetic field with a porous medium is investigated. Alternating heat flux is applied to the channel walls. The governing equations are discretized using Fluent software with finite volume method (FVM) and velocity and pressure coupling is performed using SIMPLE algorithm. The Reynolds number range is 500 ≤ Re ≤ 200. Water is considered as the base fluid and magnesium oxide nanoparticles have been added to it. The volume percentage of nanofluid is 0.04. Nanofluid flow in 4 different Darcys (0.00001, 0.0001, 0.001, and 0.01) and magnetic field application in 4 Hartmann numbers (0, 4, 7 and 10) have been investigated. The results show that in all cases, with increasing Hartmann number, the heat transferred improves and the pressure drop increases. By increasing the Darcy number from 0.00001 to 0.01 under the same conditions (Reynolds 500 and Hartmann 10), the Nusselt number equals 4.392. Also, with increasing the Darcy number, the viscous resistance decreased and the pressure drop was always lower, so that the numerical pressure drop ratio was less than 1.
Keywords: convection heat Transfer, Numerical simulation, Limited volume method, Porous environment, Magnetic field -
در این مطالعه عملکرد هیدرولیکی - گرمایی یک مبادله کن لوله ای غیر دایروی با پره کنگره ای در جریان عرضی هوا و در محدوده رینولدز 350 ReH ≤ ≤70 به صورت عددی مورد بررسی قرار گرفته شده است. در این شبیه سازی، همچنین مقایسه بین عملکرد هیدرولیکی - گرمایی هندسه لوله دایروی و هندسه یک لوله غیر دایروی با سطح مقطع بادامکی با پره کنگره ای در پارامتر های ثابت طول کنگره و زاویه کنگره در انجام شده است. همچنین مقایسه ای بین پره تخت و کنگره ای نیز انجام شده است. نتایج نشان می دهد که در محدوده رینولدز آزمایشات عملکرد هیدرولیکی - گرمایی هندسه لوله بادامکی با پره کنگره ای به ترتیب به میزان 99/18 تا 26 درصد از لوله دایروی معادل بیشتر است. بررسی پارامتر های هندسی پره کنگره ای نشان می دهد که با افزایش زاویه کنگره (15 به 25 درجه) و یا طول کنگره (6 به 12 میلیمتر) عملکرد هیدرولیکی- گرمایی به میزان حدود 1 تا 8 درصد افزایش می گردد. اما افزایش تعداد کنگره (4 به 5) به مقدار ناچیز بر عملکرد هیدرولیکی- گرمایی لوله بادامکی با پره کنگره ای تاثیر دارد.
کلید واژگان: لوله غیر دایروی, پره کنگره ای, پره تخت, عملکرد هیدرولیکی - گرمایی, مبادله کن گرمایی, لوله بادامکیIn this research, the thermal-hydraulic performance for non circular tube with louvered and flat fin in cross flow of the air at 70 ≤ ReH ≤ 350 were numerically investigated. The comparison of the thermal-hydraulic performance between louver fin and flat fin having cam-shaped tube has been carried out. Geometrical parameters of louvered fin such as louver length and louver angle and louver pitch are investigated. The results indicate that in the range of Reynolds testing, the thermal-hydraulic performance of cam-shaped tube with louvered fin 18.99 to 26% is more than circular tube with louvered fin. Investigation the geometrical parameters of louver fin reveal that by increasing the louver angle (15 to 25o) or louver length (6 to 12 mm), the thermal-hydraulic performance increases by about 1 to 8 percent. However, increasing the number of congresses (4 to 5) has a small effect on the thermal-hydraulic performance of the cam-shaped.
Keywords: Cam shaped tube, Louvered Fin, Flat fin, Thermal-hydraulic performance, Heat Exchanger -
در این مطالعه، عملکرد آیرودینامیک یک قطار تندرو در برابر یک جریان هوای آشفته به صورت عددی از دو منظر تحلیل شده است. نخست با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی تحلیل مولفه های جریان و آیرودینامیک سیال انجام شده است و سپس با به کارگیری الگوریتم شبکه عصبی پیش روی چندلایه، یک پیش بینی و مقایسه با مقادیر به دست آمده از نتایج دینامیک سیالات محاسباتی ارایه شده است. بدین منظور، با استفاده از روش میان گیری رینولدز معادلات ناویر-استوکس و روش آشفتگی k-ω (SST)، یک جریان هوای غیرقابل تراکم و آشفته اطراف یک نمونه قطار تندروی عمومی با به کارگیری نرم افزار OpenFOAM شبیه سازی شده است. در این پژوهش، برخی از مهم ترین و کلیدی ترین مولفه های جریان و آیرودینامیک اعم از سرعت، فشار، خطوط جریان، ساختار جریان، ضرایب فشار و نیروهای پسا ، برآ و جانبی برای تغییرات زوایای حمله مختلف و تغییرات سرعت جریان هوا بررسی و مقایسه شده است. در ادامه، الگوریتم شبکه عصبی پیش روی چندلایه که توسط داده های مختلف اصلاح شده است، برای پیش بینی مقادیر خروجی مسئله به کارگیری شده است. بر این اساس، نیروهای آیرودینامیک پسا، برآ و جانبی برای زوایای حمله و سرعت های مختلف توسط این روش الگوریتمی به دست آمده و با نتایج حاصل از شبیه سازی عددی دینامیک سیالات محاسباتی مقایسه شده است. مقایسه انجام شده نشان دهنده تناسب خوب میان داده های آیرودینامیک و شبکه عصبی به کارگرفته شده است.
کلید واژگان: دینامیک سیالات محاسباتی, آیرودینامیک, قطار تندرو, روش های آشفتگی, الگوریتم شبکه عصبی, OpenFOAMIn this study, the aerodynamic performance of a high-speed train against a turbulent air flow is examined numerically from two approaches. First, using computational fluid dynamics, the parameters of aerodynamics and fluid flow are analyzed and then, using Multi-Layer Feed-Forward Neural Network (MLFFNN) Algorithm, a prediction and comparison with the obtained values from the CFD analysis are presented. To achieve this, using Reynolds-Averaged Navier-Stokes (RANS) method with 𝑘-𝜔 (SST) turbulence model, an incompressible turbulent air flow around a high-speed train model by OpenFOAM CFD Software is simulated. In this research, some of the significant and key parameters of fluid flow and aerodynamics as velocity, pressure, streamlines, flow structure, pressure coefficients, drag, lift and side forces for some yaw angles of wind movement and velocity changes are analyzed and compared. In the following, the Multi-Layer Feed-Forward Neural Network which is modified with various data is applied for prediction of the output of the problem. Accordingly, the aerodynamic drag, lift and side forces for the yaw angles of wind movement and velocity changes by this algorithm method are obtained and compared with the obtained results from CFD analysis. The comparisons indicate an appropriate similarity between the CFD data and the used MLFFNN one.
Keywords: CFD, Aerodynamics, High-speed train, k-ω (SST) Turbulence Model, Neural Network Algorithm -
هدف از این مطالعه بررسی تاثیر فاصله بین شیشه و جاذب، ارتفاع دندانه های صفحه جاذب، نرخ دبی جرمی هوای ورودی به هواگرمکن، بر راندمان انرژی و اگزرژی یک هوا گرمکن خورشیدی با صفحه جاذب دندانه دار به کمک مدلسازی ریاضی می باشد. هواگرمکن مورد نظر از نوع دومسیره است و طول، عرض و ارتفاع آن به ترتیب 2، 1و 2/0متر است.نتایج نشان می دهد که با افزایش فاصله بین شیشه و جاذب، بازده حرارتی 9 درصد و بازده اگزرژی 30 درصد افزایش می یابد. همچنین افزایش ارتفاع دندانه های جاذب بیش از 10 سانتیمتر، سبب تغییرات محسوسی در راندمان قانون اول و دوم نخواهد شد.
کلید واژگان: هواگرمکن خورشیدی, جاذب دندانه دار, مدلسازی ریاضی, بازده انرژی, اگزرژیThe purpose of this study was to investigate the effect of distance between glass cover and absorber plate, the height of the V grove in the absorber plate, The mass flow rate of the air inlet to the collector, on the energy and exergy efficiencies of a solar air collector with V grove absorber plate, by mathematical modeling. The heater is of dual pass type and its length, width and height are 2, 1 and 0.2 meters, respectively. The distance between the glass and the absorber plate is 12.5, 25, 50, 75, 100 millimeter, , respectively. The results show that by increasing the distance between the glass and the absorber, the thermal efficiency increases by 9 percent and the exergy efficiency by 30 percent. Also increasing the height of the V grove more than 10 cm will not cause significant changes in the efficiency of the first and second laws.
Keywords: Solar air collector, V grove absorber plate, Mathematical modeling, energy, Exergy -
در این مقاله تاثیر تغییر فصل بر میزان تابش خورشید، درجه حرارت هوا، توان خروجی و دمای سطح پنل ها بصورت تجربی در شهر تهران مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می دهد میزان تابش عامل تعیین کننده در درجه حرارت هوا، توان خروجی و دمای سطح پنل می باشد. از مفهوم دمای هوای خورشیدی به عنوان تاثیر غالب بر دمای صفحات پنل استفاده شد. این دما از 8 صبح تا 4 بعد از ظهر در زمستان و در تابستان تا ساعت 7 بعدازظهر به عنوان منبع گرمایش و پس از این زمانها به عنوان منبع سرمایش قابل استفاده است.
کلید واژگان: پنل فتو ولتاییک, درجه حرارت هوا, دمای هوای خورشیدی, تابش خورشید, درجه حرارت پنلToday, electricity generation from photovoltaic panels is on the rise due to the reduction of fossil fuel resources and the problem of global warming. Because these modules are exposed to the outdoors, they are greatly affected by weather conditions. This study was conducted to investigate the effect of radiation intensity on the performance of photovoltaic panels in Tehran with different climates. The results show that the amount of radiation is linearly dependent on the panel output power and the panel surface temperature. The radiation in summer is 70% more than winter and the panel output power is 50% more in winter. The results show that solar air temperature can be used as a heating source from 8 am to 4 pm in winter and 7 pm in summer and can be used as a cooling source after such times. The measurement uncertainty and equipment measurement uncertainty were also found to be in the range (7.91% - 7.69%).
Keywords: Photovoltaic Panel, Air Temperature, Solar Air Temperature, Sun Radiation, Panel Temperature -
در مطالعه حاضر به کمک روش عددی، مکش طبیعی برج خنک کن با تزریق گازهای حاصل از احتراق از بخش سیکل ترکیبی در نیروگاه سیکل ترکیبی سبلان بررسی شده است. این مدل سازی با نتایج واقعی و محاسبات ترمومکانیکی جهت بهبود عملکرد راندمان حرارتی برج خنک کن در نیروگاه سیکل ترکیبی سبلان مورد ارزیابی قرار گرفته است. سرعت باد منطقه ای 3 متر بر ثانیه به عنوان مبنا قرارگرفته و تحلیل عددی در دو حالت برج بدون نازل تزریق دود و برج مجهز به نازل تزریق دود مورد بررسی قرار گرفته است و تاثیرات آن با توجه به مدل های واقعی موردبررسی قرارگرفته است. نتایج حاصله در زمینه توزیع فشار و دما و میدان سرعت جریان و همچنین میزان حرارتی که در برج دفع می شود نشان می دهد که برآیند سه اثر مذکور، باعث افزایش دبی جرمی عبوری از برج می گردد که این افزایش باعث بهبود راندمان حرارتی برج به میزان 15 درصد و دبی جرمی هوای عبوری به میزان 16 درصد در شرایط طراحی خواهد شد. اما از طرفی بکارگیری این نازل تاثیر ناچیزی بر اختلاف دمای میانگین ایجادشده در دلتاها و سطوح حرارتی خواهد داشت. این امر بیانگر کارآمد بودن این روش در بهبود عملکرد برج خنک کن و افزایش راندمان حرارتی برج خنک کن در نیروگاه سیکل ترکیبی سبلان می باشد.
کلید واژگان: برج خنک کن خشک هلر, مبدل حرارتی فورگو, تزریق دود حاصل از احتراق, راندمان حرارتی, وزش باد -
هدف از این مطالعه تجربی تاثیر زاویه حمله بر عملکرد هیدرولیکی- حرارتی یک لوله بادامکی شار ثابت به کمک روش تجربی در جریان عرضی از هوا است. محدوده رینولدز آزمایش بر مبنای قطر معادل 42000 > Re_(D_eq) > 15500 است. زاویه حمله لوله ها با جریان عرضی هوا 180 > α > 0 است. با مشاهده نتایج می توان دریافت روند تغییرات ضریب درگ فشاری و عدد ناسلت میانگین با افزایش زاویه حمله به صورت موج می باشد. ضریب درگ فشاری و عدد ناسلت متوسط به دست آمده در محدوده رینولدز مطالعه مورد بررسی قرار گرفت و نتایج نشان می دهند در زوایای صفر و 150 درجه پایین ترین و در زاویه 90 درجه بالاترین مقدار به دست آمده است. همچنین با مقایسه عملکرد هیدرولیکی- حرارتی لوله مشاهده گردید عملکرد زوایای صفر و 150 درجه به مقدار 31 تا 125 درصد از دیگر زوایا بیشتر می باشد. همچنین عملکرد هیدرولیکی- حرارتی زوایای صفر و 150 درجه به میزان 36 تا 82 درصد از لوله دایروی معادل بیشتر است.
کلید واژگان: هیدرولیکی- حرارتی, لوله بادامکی شکل, زاویه حمله, شار ثابت, جریان عرضیAn experimental study was made to determine the effect of angle of attack on Hydraulic- Thermal Performance from a cam-shaped tube with constant heat flux in cross flow. Reynolds numbers based on an equivalent diameter are within 15500 < Re_(D_eq ) < 42000. Angle of attack is between 0 < α < 180 using air as fluid for cross flow. Results indicate that with increasing the angle of attack from 0˚ to 90˚ the mean nusselt number and drag coefficient increases about 7-13 and 114-122%, respectively. Drag coefficient and mean Nusselt number have been studied and the results demonstrate that in all Reynolds numbers the angles of 0˚ and 150˚ results in lowest and 90˚ results in the highest amount. A Hydraulic-Thermal comparison of the tube was made and the results show that the angles of 0˚ and 150˚ have the best performance comparing to other angles and the difference is about 31-125 %. Also angles of 0˚ and 150˚ are about 36-82 % better than a circular tube with equivalent diameter.
Keywords: Hydraulic- Thermal, Cam-Shaped Tube, Angle of Attack, Constant Heat Flux, Cross flow -
در این مقاله، انتقال گرما از یک لوله بادامکی با نسبت های منظر 35/1 تا 74/3 در جریان عرضی هوا و در محدوده رینولدز 20000 تا 46000 با قطر معادل دایره در دو زاویه حمله صفر و 180 درجه مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهند که بهترین عملکرد گرمایی نسبت به دایره با قطر معادل، برای لوله با نسبت منظر 35/1 در زاویه حمله 180 درجه است. عدد ناسلت میانگین برای این لوله در زاویه حمله 180 درجه نسبت به لوله دایروی با قطر معادل به میزان 11 درصد بیشتر بود. در عدد رینولدز 20695 برای این لوله، عدد ناسلت نسبت به لوله دایروی با قطر معادل به میزان 4/19 درصد بیشتر ثبت شد. پایین ترین میزان عدد ناسلت میانگین نیز برای لوله با نسبت منظر 74/3 در زاویه حمله صفر درجه بود. عدد ناسلت میانگین برای این لوله نسبت به لوله دایروی با قطر معادل 21 درصد کمتر می باشد.
کلید واژگان: انتقال گرما, جریان عرضی, جریان لایه ای, زاویه حمله, نسبت منظرIn this paper, the heat transfer characteristics of a cam-shaped tube with aspect ratios from L/D=1.35 to 3.74 in the crossflow of air have been experimentally investigated for two angles of attack, 0o and 180o. The Reynolds number varies in the range of 20000 to 46000 based on the equivalent diameter of a circular tube. One can conclude from the results that the best thermal performance was for L/D=1.35 at 180 degrees. The mean Nusselt number for this tube is 11% higher than that of a circular tube with equivalent diameter. For this tube, when the Reynolds number is 20695, the mean Nusselt number is 19.4% higher than that of a circular tube with equivalent diameter. And the lowest mean Nusselt number was recorded for the tube with L/D=3.74 at zero angle of attack. The mean Nusselt number for this tube is 21% lower than that of a circular tube with equivalent diameter.
Keywords: Heat transfer, Cross Flow, Laminar Flow, Angle of attack, Aspect Ratio -
در این مطالعه تاثیر نسبت منظر بر ضریب درگ یک لوله بادامکی در جریان عرضی هوا به صورت تجربی بررسی شده است. محدوده اعداد رینولدز بر اساس قطر معادل لوله دایروی 25000 تا 55000 و زاویه حمله صفر و 180 درجه انتخاب شده است. نتایج نشان می دهند که با افزایش نسبت منظر، ضریب درگ لوله بادامکی کمتر می شود بطوریکه ضریب درگ در زاویه حمله صفر و 180 درجه به ترتیب حدود 54 تا 82 درصد و 42 تا 82 درصد نسبت به لوله دایروی با قطر معادل کاهش یافته است.کلید واژگان: ضریب درگ, لوله بادامکی, جریان عرضی, مبدل حرارتیAn experimental study has been conducted to show the effect of aspect ratio on pressure drag of a cam-shaped tube in cross-flow of air. The aspect ratio varies between 1.35 ≤ L/D ≤ 3.13 and Reynolds number based on equivalent diameter changes in the range of 2.5×103 to 5.5×103. Studies were carried out at the angles of attack of 0 and 180 degrees. Results show that by increasing the aspect ratio, the drag coefficient decreases. The drag coefficient at the angle of attack zero degrees is about 54 to 82 percent lower than the circular tube with the same equivalent diameter. Also, the drag coefficient at the angle of attack 180 was about 42 to 82 percent lower than the circular tube with the same equivalent diameter. It was found that the cam-shaped tube with L/D=3.13 has a minimum drag coefficient which is about 82% lower than a circular tube with equivalent diameter.Keywords: Drag coefficient, cam-shaped tube, cross-flow, heat exchanger
-
هدف از این مطالعه عددی بررسی تاثیر هندسه و نوع سیال داخل جداره بر افزایش عملکرد حرارتی- هیدرولیکی یک کانال موجی شکل در جریان مغشوش است. کانال شامل دو ناحیه است. ناحیه اول سیال عبوری از کانال و ناحیه دوم سیال ساکن در بین جداره های کانال است. برای سیال ناحیه اول و دوم، هوا و نانو سیال دی اکسید تیتانیوم- آب انتخاب شده است. نانوسیال بصورت همگن، تک فاز و غلظت حجمی یک درصد در نظر گرفته شده است.صفحات بالا و پایین کانال تحت شار حرارتی ثابت 616 وات بر مترمربع است. عدد رینولدز جریان سیال داخل کانال بین 3700 تا 40000 است. جریان سیال مغشوش در ناحیه اول به کمک مدل k-ε استاندارد شبیه سازی شده است. اثر استفاده از نوع سیال داخل جداره کانال، زاویه و ارتفاع موج بررسی شده است. نتایج نشان می دهد اگر نانوسیال دی اکسید تیتانیوم- آب در ناحیه دوم و هوا در ناحیه اول باشد کانال بهترین عملکرد را خواهد داشت. زاویه 35 درجه به عنوان زاویه بهینه موج با بیشترین ضریب عملکرد حرارتی- هیدرولیکی در رینولدز های 12000 تا 40000 حاصل شد. با افزایش ارتفاع موج از 4 به 6 میلی متر ضریب عملکرد حرارتی- هیدرولیکی حدودا 65 تا 110 درصد افزایش می یابد. اثر ارتفاع موج بر افزایش ضریب عملکرد حرارتی- هیدرولیکی نسبت به تغییر زاویه موج بیشتر قابل توجه است.
کلید واژگان: تغییر شکل هندسه, نانوسیال, دی اکسید تیتانیوم- آب, جریان مغشوش, ضریب عملکرد حرارتی- هیدرولیکیThis numerical study carried out to find the effects of wall geometry and fluid content of a sinusoidal corrugated channel of turbulent fluid flow on increasing thermal- hydraulic performance factor. The channel consisted of two zones namely, zone1 where the fluid pass through it, and zone2 where the fluid was trapped in the channel walls. . Air and TiO2-water Nano fluid were used as fluid in 1st and 2nd zones. Nano fluid was homogeneous, single-phase, with volumetric concentration of 1%. The upper and lower plates of the channel were heated with a constant heat flux of 616 W/m2. The Reynolds numbers of fluid flow of channel were 3700 to 40,000. The turbulent fluid flow in the 1st zone was simulated using the standard k-ε model. The effects of fluid type used inside the channel wall and wave angle and wave height were investigated. The results showed that when the TiO2-water nanofluid was in the 2nd zone and air passed through 1st zone, the channel performance was the best. The optimum wave angle is 35 degrees and produced the most thermal-hydraulic performance factor in 12000 to 40000 Reynolds numbers. With increasing wave height from 4 to 6 mm, the thermal-hydraulic performance coefficient increases from 65 to 110%. The effect of wave height on the increase of the thermal-hydraulic performance coefficient was more significant than the wave angle change.
Keywords: Geometry deformation, TiO2-water Nanofluid, turbulent flow, thermal-hydraulic performance factor -
هدف از این مطالعه بررسی اثر تغییرات سطح برای کاهش ضریب درگ در یک مبدل حرارتی با چیدمان مثلثی به کمک روش تجربی است. نسبت فاصله به قطر لوله ها و همچنین عدد رینولدز به ترتیب در محدوده 2کلید واژگان: ضریب درگ, ضریب فشار, پوست کوسه, مبدل حرارتی, چیدمان مثلثیThe purpose of this study was to investigate the effect of surface changes to reduce the drag coefficient in a triangular array heat exchanger. Experiments were carried out in an open-circuit wind tunnel. The range of distance to diameter is between 2 to 4 and the Reynolds number is between 5.2×104 to 6.9×104. The diameter and length of the tubes are 41.5 mm and 42 cm, respectively. Tubes are made of copper. On each tube, 10 holes were created from zero to 180 degrees. The outer diameter of each hole is 3 millimeters.Shark skin is used as a surface accelerator. In these experiments, the effect of increasing the space ratio is studied. The results show that the coefficient of drag force decreases 14.5 to 25.4 percent for tube with shark skin. The greatest reduction in the drag coefficient is in Reynolds number 69920 and in the ratio of distance to diameter 2.Keywords: Drag coefficient, pressure coefficient, shark skin, heat exchanger, triangular arrangement
-
در این مطالعه تاثیر تغییر ارتفاع نسبت به پهنای محفظه (نسبت منظر) و همچنین کسرحجمی نانوذرات بر انتقال حرارت جا به جایی طبیعی نانوسیال آلومینا-آب در یک محفظه بررسی شد. نانوسیال، تک فاز و غیرقابل تراکم و بر پایه سیال آب شامل نانوذرات آلومینا (اکسید آلومینیوم) فرض شده است. غلظت نانوذرات صفر تا 4 درصد است و جریان طبیعی آرام فرض شده است. محدوده اعداد رایلی 105×4 تا 108 در محفظه دو بعدی با نسبت منظرهای متفاوت است. محفظه دارای دو دیوار عمودی با دماهای گرم و سرد با اختلاف دمای مشخص است و دو دیوار افقی آن عایق می باشد. معادلات حاکم به صورت عددی به روش حجم محدود و به کمک نرم افزار فلوئنت حل شدند. مشخص شد با توجه به مدل های استفاده شده برای ویسکوزیته و ضریب هدایت حرارتی نانوسیال، نانوسیال با غلظت های بیش تر، به دلیل هدایت حرارتی و نیز ویسکوزیته بالاتر نسبت به آب خالص، عدد ناسلت نانوسیال آلومینا-آب کاهش می یابد، به عبارتی عدد ناسلت در هر نسبت منظر مشخص، در کم ترین غلظت معادل 3/0 درصد کاهش و در بیش ترین غلظت نیز معادل 14 درصد کاهش می یابد. عدد ناسلت در یک غلظت ثابت و مشخص، در مقایسه با ضریب انتقال حرارت جا به جایی و هدایت حرارتی نانوسیال، به نسبت منظر محفظه وابسته تر می باشد و با افزایش نسبت منظر عدد ناسلت نیز روند افزایشی خواهد داشت و تحت تاثیر بیش تری قرار می گیرد.کلید واژگان: روش عددی, جا به جایی طبیعی, نانوسیال, آلومینا, نسبت منظرIn this study, the variation of aspect ratio (height to width) and nanoparticles volume fractions of on natural convection heat transfer of Alumina-water nanofluid in enclosures was investigated. It is supposed that the nanofluid are applied as incompressible fluid and single phase base on water (as basefluid) include Alumina (Al2O3), with volume fraction (concentration) 0 - 4%, under laminar flow. Governing equations were solved numerically by finite volume method (Fluent). Rayleigh number is in the range of 4×105-108 in 2D enclosures with specific aspect ratios (0.6-3.2) and temperature difference. In the present work with due attention to the used models for the viscosity and the nanofluid coefficientof thermal conduction was showed that the Nusselt number of the nanofluid with more concentration, is increasing due to more viscosity and coefficient of thermal conduction rather than pure water. In other words the Nusselt number in every specific aspect ratio, in minimum of concentration equals 0.3% and in maximum of concentration equals 14% would be decreased. In a specific concentration, The Nusselt number was more related with aspect ratio rather than the coefficientof natural convection heat transfer and thermal conduction.Keywords: Numerical study, Nanofluid, Natural convection, Aspect Ratio, Alumina
-
از آنجا که انرژی خورشید یکی از شناخته شده ترین منابع مهم انرژی تجدیدپذیر می باشد راهکارهای افزایش جذب انرژی خورشیدی نقش قابل توجهی را در اثربخشی سیستم گردآورنده گرمایی ایفا می کند. هدف از این مطالعه تحلیل تجربی عملکرد گردآورنده جذب مستقیم خورشیدی با استفاده از نانوسیال نانوصفحات گرافن اکساید بر پایه آب دیونیزه می باشد. درصد وزنی گرافن اکساید در سیال پایه آب دیونیزه به ترتیب درصدهای 005/0 ، 015/0 و 045/0 انتخاب شده است. گردآورنده مورد استفاده مطابق با استاندارد EN 12975-2 در دماهای مختلف سیال ورودی و در دبی های 0075/0 ، 015/0 و 0225/0 کیلوگرم بر ثانیه مورد آزمون قرار گرفته است. نتایج حاصل از این آزمایش نشان می دهد با افزایش درصد وزنی نانوسیال، کارآیی گردآورنده افزایش یافته است و همچنین راندمان گردآورنده در بیشترین مقدار و در دبی kg/s 015/0 و در درصد وزنی 005/0 ، 015/0 و 045/0 به ترتیب 28/63 ، 59/72 و 07/ 75 است که این مقدار برای سیال پایه 25/58 می باشد.کلید واژگان: گردآورنده جذب مستقیم خورشیدی, نانوسیال, نانوصفحات گرافن اکساید, کارآییSince solar energy is known as one of the most important and renewable energy resources, increasing the absorption of solar energy plays significant roles in the effectiveness of thermal collector systems. This research aims to analyze empirically the function of direct absorption solar collectors with the use of graphene oxide nanoplatelets /deionized water. Weight percent’s of the graphene oxide in the deionized water are selected 0.005, 0.015 and 0.045. Collectors have been examined according to EN 12975-2 standard in various intern fluid temperature and with flow rates of 0.0075, 0.015 and 0.0225. Results show by increasing the weight percent of Nanofluid, collector’s performance is increased. Moreover, the maximum efficiencies of collector with the flow rate of 0.045 are determined 63.28%, 72.59% and 75.07%. This amount for the normal fluid is 58.25%.Keywords: Direct absorption solar collector, Nanofluids, Graphene oxide Nanoplatelets, Efficiency
-
حذف سیال روغن موجود در نیروگاه های خورشیدی بدلیل مشکلات نگهداری و زیست محیطی موضوع مهمی است که در سال های اخیر مورد مطالعه و بهره برداری آزمایشی قرار گرفته است. این فناوری، به تکنولوژی تولید بخار مستقیم (DSG) شهرت یافته است. در جاذب این نیروگاه ها جوشش سیال مشکل ساز است که در این مقاله به کمک نانو سیال تلاش می شود که هم این مشکل کمتر گردد و هم عملکرد جاذب را بهبود بخشیم. در این مطالعه که بر پایه محاسبات عددی روابط حاکم بر انتقال حرارت و ترمودینامیک بنا نهاده شده است، پارامترهای مهم و موثر بر راندمان نیروگاه ها در دو حالت سیال خالص و نانو سیال بررسی شده است. با بهره گیری از معادلات و روابط مربوط به آن ( سیال تکفاز یا دوفاز )، دما، کیفیت بخار و ضریب انتقال حرارت سیال در تمام طول لوله بررسی شده است و تاثیر مثبت نانو ذرات اضافه شده، مشاهده شد. با اضافه کردن 05/0% نانو ذرات مس، اکسید مس، نقره و اکسید تیتانیوم مشاهده شد که آب سریع تر به جوش آمده و ضریب انتقال حرارت آن حدود 5/12 درصد افزایش یافت.کلید واژگان: انرژی های نو, نیروگاه خورشیدی, تولید بخار مستقیم, نانو سیال, ضریب انتقال حرارت جابجاییRemoval of fluid in solar energy for maintenance and environmental problems is an important issue in recent years studied and tested operation. This technology is known as direct steam generation technology (DSG). The boiling liquid absorbing power plants is problematic in this article to help nanofluid trying to be that the problem is less absorbent and improve performance. In this study, based on numerical calculations of heat transfer and thermodynamics that govern the major parameters affecting the efficiency of the power plant is built in two pure fluid and nanofluid is investigated. Using equations related to it (single-phase or two-phase fluid), temperature, quality of steam and heat transfer coefficient of fluid throughout the pipes have been investigated and the positive impact of added nanoparticles was concluded. By adding 0.05% nanoparticles of copper, copper oxide, silver oxide, titanium was found to boil water faster and heat transfer coefficient of around 12.5 percent.Keywords: New energies, solar power plant, Direct steam generation, Nano fluid, Convectional heat transfer coefficient
-
امروزه افزایش تقاضا برای انرژی از یک سو و کاهش منابع فسیلی از سوی دیگر اهمیت استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر را بیش از پیش نمایان میکند. دودکش خورشیدی بهعنوان یکی از راه های استفاده از انرژی خورشیدی برای تولید برق است. این ایده به دلیل بالا بودن سطح جذب انرژی خورشیدی و همچنین مزایای استفاده از هوا به عنوان جاذب، توجه محققین را به خود جذب نموده است. ولی این سیستم در حال حاضر صرفه اقتصادی پایینی دارد. در این مطالعه برای حل این مشکل، پرورش گیاه در کلکتور به منظور افزایش بهرهوری اقتصادی پیشنهاد و شبیه سازی عددی شد و اثرات هندسی و فیزیکی گیاه بر جریان هوا مورد بررسی قرار گرفت. تاکنون کشت گیاه در کلکتور برای رفع مشکل صرفه اقتصادی پایین به صورت دقیق مورد بررسی قرار نگرفته است. برای اعتبار سنجی مدل ابتدا مدل آزمایشی ساخته شده در مانزانارس اسپانیا مدلسازی و سرعت و اختلاف دمای ایجاد شده در جریان هوا بین ورودی و خروجی کلکتور محاسبه شد. نتایج بدست آمده از حل عددی مطابقت بسیار خوبی با نتایج آزمایشگاهی را نشان داد و خطا کمتر از 5 درصد بود. در ادامه لایه گیاهی بهصورت محیط متخلخل در کف کلکتور مدلسازی و تاثیر آن بر سرعت جریان و اختلاف دمای ایجاد شدهدر عدد رایلی Ra=10^11 بررسی شد. مشاهده شد که در خروجی کلکتور سرعت چریان تقریبا 2.5 درصد کاهش و اختلاف دما تقریبا 2 درصد افزایش یافت . بنابراین میتوان ادعا کرد که با کشت سطح وسیعی از زمین کلکتور با یک گیاه با صرفه اقتصادی بالا میتوان مشکل اقتصادی سیستم دودکش خورشیدی را برطرف نمود بدون اینکه تاثیر منفی چشمگیری بر خصوصیات جریان داشته باشد.کلید واژگان: انرژی خورشیدی, دودکش خورشیدی, محیط متخلخل, شبیه سازی عددی, انتقال حرارتNowadays, the ever increasing demand to provide energy and the constant decrease of fossil fuels resources has made the usage of renewable energy resources vital. Solar chimneys are considered a significant approach to supply electricity. They are of particular interest due to the high absorption level of solar energy and also because of the advantages of using air as an absorber. However, these systems do not provide enough economic efficiency. Plant breeding in the collectors section of a solar chimney was presented in this study as a mean to overcome the economical obstacles. Also possible geometrical and physical effects on air flow parameters were investigated by means of numerical simulation. Our simulation results were validated with comparison to the experimental model in Manzanares, Spain. Velocity as well as the temperature gradient at collectors outlet was calculated. Our results showed excellent affinity to those of Spanish prototype as the error percentage was lesser than 5%. Vegetation layer was modeled as a porous media at the bottom of the collector and its possible effects was investigated on the air flow parameters at Ra = 1010. It was observed that due to the vegetation layer the velocity and temperature gradient at collectors outlet were decreased 2.5% and 2%, respectively. These slight reductions show that plant breeding in large areas of collectors bottom could be served as an outstanding idea to enhance the costefficiency challenges of solar chimneys while producing only negligible negative effects on air flow parameters.Keywords: Solar Energy, Solar chimney, Porous media, Numerical simulation, Heat transfer
-
در مطالعه حاضر عملکرد چیلر جذبی خورشیدی مورد ارزیابی قرار گرفته است و مقایسه این نوع چیلر با انواع دیگر آن (چیلرهای تراکمی و جذبی) انجام شده است.
در بررسی هزینه های اولیه و بلند مدت، با فرض نرخ های تورمی خالص متفاوت سالانه و اثر آن بر تامین هزینه انرژی دستگاه های تهویه مطبوع، نتایج گوناگونی در برتری اقتصادی هر یک از سیستم های تبرید بر دیگری حاصل شده است. نتایج نشان می دهد که با حذف یارانه های انرژی و افزایش بهای گاز و برق، چیلرهای جذبی خورشیدی با در نظر گرفتن تورم خالص سالیانه بالای 7 درصد و بالای 15 درصد به ترتیب با چیلرهای تراکمی و چیلرهای جذبی رقابت پذیر خواهد بود.
کلید واژگان: چیلر جذبی, انرژی خورشیدی, تهویه مطبوع
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو میشود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشتههای مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته میتوانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که میخواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.