Title of article :
Performance Evaluation of Nanofluid (Al2O3/H2O-C2H6O2) Based Parabolic Solar Collector Using Both Experimental and CFD Techniques
Author/Authors :
Ajay, K Mechanical Engineering Department - Thapar University India , Kundan, L Mechanical Engineering Department - Thapar University India
Pages :
9
From page :
572
To page :
580
Abstract :
The present work evaluates the performance of solar collector using Al2O3-C2H6O2-H2O nanofluid as a working fluid through both experimental and CFD analysis. Ethylene-glycol water mixture (40:60 v/v) is used as base fluid, where α-Al2O3 nanoparticle of 20 nm average size is dispersed for the preparation of nanofluid of four different volumetric concentration (vol. conc.) of 0.05, 0.075, 0.1 and 0.125%. Three different volume flow rates of 30 LPH, 50 LPH and 80 LPH are used. CFD analysis is carried out through ANSYS FLUENT 14.5. From both experimental and CFD analysis, an improvement in overall efficiency of solar collector is reported when nanofluid is used as compared to water-ethylene glycol mixture. With 0.125% vol. conc. of nanofluid Al2O3-C2H6O2-H2O (DI) maximum overall efficiency of about 4.6, 7.9 and 14.8% is reported at 30 LPH, 50 LPH and 80 LPH, respectively from CFD results while from experimental results maximum overall efficiency of about 4.3, 7.5 and 13.8% is seen at 30 LPH, 50 LPH and 80 LPH, respectively. Also, with increasing volume flow rate of working fluid, corresponding improvement in the overall efficiency of solar collector takes place. Close agreement is also developed between experimental and CFD result.
Farsi abstract :
كار حاضر، عملكرد كلكتور خورشيدي را با استفاده از نانوسيال Al2O3-C2H6O2-H2O به عنوان سيال كاري از طريق هم تجزيه و تحليل تجربي و هم CFD ارزيابي مي كند. مخلوط اتيلن گليكول- آب (40:60 V / V) به عنوان سيال پايه، كه در آن نانوذرات α-Al2O3 به اندازه متوسط 20 نانومتر ​​براي آماده سازي نانو سيال با چهار غلظت مختلف حجمي 05/0 ، 075/0، 1/0و 125/0 ٪ پراكنده است، استفاده مي شود. سه نرخ جريان حجمي مختلف 30 LPH، 50 LPH و 80 LPH استفاده شده است. تجزيه و تحليل CFD از طريق ANSYS FLUENT 14.5 انجام شده است. از هر دو تجزيه و تحليل تجربي و CFD، بهبود در بازده كلي كلكتور خورشيدي هنگامي گزارش شده است كه از نانو سيال در مقايسه با مخلوط آب -اتيلن گليكول استفاده شده است. باغلظت حجمي 125/0 درصدي نانو سيال Al2O3-C2H6O2-H2O (DI)، حداكثر بازده كلي حدود 6/4، 9/7 و 8/14٪ به ترتيب در 30 LPH ، 50 LPH و 80 LPH با استفاده از نتايج CFD گزارش شده است، در حالي كه از نتايج تجربي حداكثر بازده كلي حدود 3/4 ، 5/7 و 8/13٪ به ترتيب در 30 LPH 50 LPH و 80 LPH ديده مي شود. همچنين، با افزايش ميزان جريان حجمي سيال كاري، بهبود در بازده كلي كلكتور خورشيدي رخ مي دهد. تطابق نزديكي نيز بين نتيجه CFD و تجربي توسعه يافته است
Keywords :
Solar Energy , Parabolic Solar Collector , CFD , Nanofluid , Thermal Efficiency
Journal title :
Astroparticle Physics
Serial Year :
2016
Record number :
2422639
Link To Document :
بازگشت