مدل سازی عددی افزایش بازده حرارتی نانوسیال در کلکتور خورشیدی صفحه تخت مجهز به نوار پیچشی

هدف از این مطالعه افزایش عملکرد حرارتی کلکتور خورشیدی صفحه تخت با قرار دادن نوار پیچشی در داخل لوله آن و استفاده از نانوسیال آب آلومینیوم-اکسید است. استفاده از نوار پیچشی سطح برخورد سیال با دیواره را افزایش می دهد و باعث ایجاد جریان چرخشی می شود. در این بررسی عددی حاضر، نوار پیچشی با ابعاد مختلف، به همراه نانو سیال آب آلومینیوم-اکسید، تحت تاثیر یک شار حرارتی ثابت و در بازه عدد رینولدز 4000 تا 20000 مورد ارزیابی قرار گرفته شده است. برای حل عددی این مقاله از نرم افزار تجاری فلوئنت که در آن از مدل توربولانسی k-ε تحقق پذیر استفاده شده است. با توجه به تست های انجام شده نتایج عددی به این گونه است که قرار دادن نوار پیچشی در کلکتور خورشیدی صفحه تخت باعث ایجاد جریان چرخشی شده و اختلاط سیال را بهبود می بخشد. در نتیجه افزایش نسبت قطر و نسبت پیچش نوار، نرخ انتقال حرارت را بیشتر می کند و از طرفی دیگر افت فشار و به تبع آن ضریب اصطکاک را نیز افزایش می دهد. ضریب عملکرد حرارتی در اعداد رینولدز پایین تر، مقدار بیشتری دارد به طوری که بیشترین مقدار ضریب عملکرد 08/1 در نسبت قطر 014/0، نسبت پیچش 7 و کمترین عدد رینولدز یعنی 4000 است.