تأثير نانوسيال اكسيد مس بر بھينه سازي اكسرژي يك كلكتور خورشيدي صفحه تخت

مطالعه حاضر بهینه سازی یك كلكتور خورشیدی صفحه تخت با مفهوم اكسرژی است. سیال كاری آن نانوسیال اكسید مس و آب میباشد. شدت تابش خورشیدی از 200 تا 600 وات بر مترمربع انتخاب شده است. تأثیر پارامترهای مختلف مانند نرخ جریان جرمی،دمای سیال ورودی به كلكتور، غلظت حجمی نانوذرات در سیال پایه، شدت تابش خورشید، سرعت باد و دمای محیط داخل پوشششیشه ای بر راندمان اكسرژی كلكتور بررسی شده است. محاسبه متغیرهای بهینه سازی جهت دستیابی به بیشترین راندمان اكسرژی(بهینه سازی) با الگوریتم ژنتیك توسط جعبه ابزار بهینه سازی نرم افزار متلب انجام شده است.نتایج به دست آمده نشان می دهند با افزایش شدت تابش خورشید، مقدار غلظت حجمی نانوسیالات افزایش یافته است بطوریكه براینانوسیال اكسید مس 0/097 تا 0/156 درصد متغیر بوده است و همچنین راندمان اكسرژی كلكتور با نانوسیال حداكثر 3/6 درصد افزایش یافته است. به علاوه استفاده از نانوسیال به جای آب، نرخ جریان جرمی را حداكثر 4/35 درصد و دمای سیال ورودی به كلكتوررا 0/8 درصد كاهش داده است. راندمان اكسرژی كلكتور با افزایش سرعت باد برای هر دو حالت نانوسیال و آب خالص 4 درصد افزایش یافته است. همچنین افزایش دمای محیط داخل پوشش شیشه ی موجب كاهش 5/3 درصدی برای حالت نانوسیال و 4/6 راندمان اكسرژی برای حالت آب خالص شده است.

The present study aims to investigate exergy efficiency of a flat plate solar collector containing CuO-water nanofluid as base fluid. Solar radiation selected between 200 to 600 W/m2. The effect of various parameters like flow rate of fluid, nanoparticle volume concentration, collector inlet fluid temperature, solar radiation, ambient temperature and wind speed on the collctor exergy efficiency is investigated. Also, the procedure to determine optimum values of nanoparticle volume concentration, collector inlet fluid temperature and flow rate of fluids for maximum exergy efficiency delivery has been developed by Genetic Algorithm (GA) Toolbox in MATLAB under the given conditions. Results show by increasing solar radiation, value of nanoparticle volume concentraion increased from 0.097% to 0.156% for CuO nanofluid, and also the opimized exergy efficiency is increased with increasing solar radiation value about 3.6%. the corresponding optimum values of mass flow rate of fluid and collector inlet temperature are decreased about 4.35% and 0.8% respectively. The optimized exergy efficiency increased 4% by increasing wind speed for both pure water and nanofluid cases, and decreased by increasing inlet fluid temperature for both pure water and nanofluid cases 4.6% and 5.3% respetively.