بررسي عددي عملكرد حرارتي گرد آورنده خورشيدي سهموي با بكارگيري نانو سيال و مغشوش كننده

Numerical investigation of thermal performance of nanofluid inside a parabolic-trough solar collector by using turbulator

انرژي خورشيدي، يكي از انواع انرژي تجديدپذير است. براي استفاده از تابش خورشيدي از گردآورنده‌هاي خورشيدي سهموي كه يكي از متداول‌ترين گردآورنده‌هاست، استفاده مي‌شود. در اين مقاله عملكرد حرارتي نانوسيال با بكارگيري نوار تابيده درگردآورنده خورشيدي سهموي مورد بررسي قرار مي‌گيرد. نانو سيال سيلترم-800 و آلومينيوم اكسيد با كسر حجمي 4 درصد به عنوان سيال كاري استفاده شد. نانوسيال در بازه عدد رينولدز 5000 تا 25000 بررسي گرديد. جريان سيال در گردآورنده خورشيدي سهموي آشفته مي‌باشد كه براي مدل كردن آن روش k-ε RNG انتخاب گرديده است و به لوله جاذب شار غير يكنواخت اعمال شده و در سه زاويه لبه مختلف مورد بررسي قرار مي‌گيرد. هدف، بررسي تاثير دو پارامتر هندسي مختلف تعداد دور (4 =n_r و 8=n_r ) و زاويه بال(〖 60〗 بر ضريب اصطكاك، عدد ناسلت و ضريب كارايي حرارتي گزارش مي‌شود. نتايج بدست آمده نشان مي‌دهد كاهش زاويه بال موجب افزايش ضريب اصطكاك، عدد ناسلت و ضريب كارايي حرارتي مي‌شود و همچنين افزايش تعداد دور موجب افزايش آشفتگي ‌جريان شده و به ‌تبع انتقال حرارت و عدد ناسلت نيز افزايش مي‌يابد.

Solar energy is one of the types of renewable energy. To use solar radiation, parabolic solar collectors, which are one of the most common collectors, are used. In this paper, the thermal performance of nanofluid is investigated by using a banded strip in a parabolic solar collector. Syltherm -800 nanofluid and aluminum oxide with a volume fraction of 4% were used as working fluid. Nanofluids were studied in the Reynolds number range from 5000 to 25000. The fluid flow in the parabolic solar collector is turbulent, for which the k-ε RNG method has been selected, and non-uniform heat flux is applied to the absorber tube and examined at three different Rim angles. Objective; To investigate the effect of two different geometric parameters of number of revolutions ( n r = 4 , n r = 8 ) and wing angle (x = 60° ، x = 75° , x = 90° ). on the friction coefficient, Nusselt number and thermal efficiency coefficient. The results show that decreasing the wing angle increase the friction coefficient, Nusselt number and thermal efficiency coefficient. Also, increasing the number of revolutions, increases the current turbulence and consequently increases the heat transfer and the Nusselt number.