شبيه‌سازي عددي جوشش در سيستم توليد مستقيم بخار در يك كلكتور خورشيدي سهموي با بهره‌گيري از مدل دوفازي همگن

نقطه عطف در نيروگاه‌هاي خورشيدي از نوع سهموي خطي، استفاده از سيستم‌هاي توليد مستقيم بخار مي‌باشد. در اين نوع سيستم‌ها به علت وجود سيال آب بعنوان سيال انتقال حرارت، شاهد افزايش دماي كاري مي‌باشيم. در نيروگاه‌ با تكنولوژي توليد مستقيم بخار (DSG)، انرژي خورشيد مستقيما به لوله كه سيال آب در آن جريان دارد، برخورد مي‌كند. عدم كنترل جريان سيال در بخش جوشش منجر به رسيدن شار حرارتي سيال به شار حرارتي بحراني مي‌شود. نكته مهم طراحي در اين نوع نيروگاه‌ها، نقطه بحراني (با شار حرارتي بحراني) مي‌باشد كه موجب وقوع مشكلات عديده‌اي از جمله تنش‌‌هاي حرارتي در جاذب‌هاي خورشيدي مي‌شود. بنابراين بررسي فرآيند جوشش در جاذب اين نيروگاه‌ها داراي اهميت فراوان مي‌باشد. در اين تحقيق براي شبيه‌سازي عددي جوشش مدل دوفازي همگن معرفي شده است. در مرحله اول يك مدل اپتيكي براي بازتابنده مدل‌سازي شده است. در مرحله بعد معادلات انتقال حرارت براي جذب‌كننده تابش و انتقال حرارت داخل لوله شبيه‌سازي شده است و در نهايت تغييرات دماي ديواره وآب در امتداد لوله مورد بررسي قرار گرفته است. براي تعيين مكان و مقدار شار بحراني از روش LUT كمك گرفته شده است. در مدل‌سازي انجام‌شده كيفيت بخار، دماي ديواره و سيال و نقطه شار حرارتي بحراني براي مقادير مختلف فشار و دبي جرمي به‌دست آمده است و راندمان سيستم تعيين شده است. در ادامه عملكرد سيستم براي تابش‌هاي مختلف (كه معادل شرايط اقليمي متفاوت مي‌باشد) مورد بررسي قرار گرفته است.