بررسي عددي تأثير پارامترهاي مؤثر بر روي كارآيي كلكتور خورشيدي حجمي با استفاده از نانوسيال آب-اكسيد مس

Numerical investigations of the influence of effective parameters on efficiency of DASC with CuO-H2O nanofluid

كلكتورهاي خورشيدي سيستم‌هايي هستند كه با انتقال انرژي خورشيدي به سيال باعث افزايش دماي آن مي‌شوند. استفاده از سيالات پايه معمولي از قبيل آب و اتيلن گليكول به علت خواص حرارتي نسبتاً ضعيف، راندمان پاييني در اين وسايل ايجاد مي‌كند؛ لذا اخيراً دانشمندان به فكر استفاده از نانوسيال‌ها كه داراي خواص حرارتي ويژه‌اي هستند، افتاده اند. در اين مقاله اثر پارامترهاي جديدي مثل ضخامت شيشه، ضخامت عايق كف كلكتور و استفاده از كف جاذب به جاي كف بازتابنده بر روي كارآيي كلكتور خورشيدي جذب مستقيم در سيال پايه و نانوسيال، مورد بررسي قرار مي‌گيرد. از شبيه‌سازي عددي در اين كار استفاده شده است. به منظور اعتبارسنجي، نتايج تجربي موجود در مقالات به كار گرفته شده است. نانوسيال در كسرهاي حجمي 005/0% و 01/0 % مورد بررسي قرار مي‌گيرد. با افزايش ضخامت شيشه، راندمان در كسرهاي حجمي مختلف بين 22/3 تا 36/7 درصد كاهش مي‌يابد. افزايش ضخامت عايق از 25 تا 100 ميليمتر به طور ميانگين راندمان را بين 53/1 تا 95/2 درصد زياد مي‌كند. نهايتاً مشاهده مي‌شود استفاده از كف جاذب به جاي كف بازتابنده، تأثير قابل توجهي بر روي راندمان به خصوص در كسرهاي حجمي پايين دارد؛ به طوري كه در سيال پايه افزايش راندمان معادل با 11/16% رخ مي‌دهد.

Solar collector is a device that increases temperature of fluids with transmission of solar energy to working fluid. Using base fluids such as water and ethylene glycol causes low efficiency in these devices, Due to low thermal properties. Recent researches showed that nanofluids have wide use as working fluid of solar collectors, because of special thermophysical and thermo-optical properties. In this paper effects of new parameters for instance, thickness of glass and insulation and use of black internal surface instead of reflective internal surface, have been investigated on efficiency of DASC in different working fluids. Numerical simulation used in this paper. Simulated nanofluids have 0, 0.005% and 0.01% volume fractions. The efficiency in different volume fractions decrease between 3.22 to7.36% by increasing thickness of glass. Changing thickness of insulation improved the efficiency of collector by1.53- 2.95% in the base fluid and nanofluid. Finally, results showed that use of black internal surface specially in low volume fraction has significant effect in efficiency; Note that efficiency improved by 16.11% in the base fluid.