تحليل عددي اثر باد بر عملكرد كلكتور خورشيدي بدون پوشش نفوذپذير

Numerical analysis of wind effect on performance of unglazed transpired solar collector

مشكلات مربوط به مصرف سوخت‌هاي تجديدناپذير، مانند آلودگي محيط زيست و قيمت بالا، تلاش براي جايگزيني آن‌ها با انرژي‌هاي تجديدپذير را باعث شده است. كلكتور‌هاي خورشيدي بدون پوشش نفوذپذير، دستاوردصنعتي جديدي براي پيش‌گرمايش و گرمايش هواي تهويه و خشك كردن محصول‌هاي كشاورزي هستند. انتقال حرارت در اين كلكتور‌ها با عبور جريان هوا از ميان روزنه‌هاي صفحه جاذب اتفاق مي‌افتد. در اين مطالعه عددي، اثر جريان آرام باد موازي با صفحه جاذب بر عملكرد اين كلكتور‌ها بر مبناي تعادل كلي انرژي و با توسعه معادلات حاكم بررسي شده است. نتايج نشان مي‌دهند كه افزايش سرعت باد، بسته به مقدار سرعت نزديك شدن هوا به كلكتور، ‌مي‌تواند موجب كاهش يا افزايش بازده ‌شود. اين روند، نتيجه تقابل آثار تلفات حرارتي از صفحه جاذب كلكتور به محيط با اثر انتقال حرارت از اين صفحه به هواي ورودي مي‌‌باشد. همچنين بهازاي مقادير مختلف سرعت نزديك شدن هوا، افزايش سرعت باد باعث افزايش ضريب تاثير تبادل حرارتي مي‌شود.

Considering problems associated with nonrenewable fuels such as pollution and high cost, efforts are being made to develop use of renewable energy sources like solar energy. Solar collectors could often be employed as important devices for thermal applications. Unglazed Transpired Collector (UTC) is a modern preheating and heating equipment used for ventilating air or drying crops. Heat transfer in the UTC is accomplished by passing air through holes of the unglazed collector. In this study, the effect of wind stream parallel to the collector surface on its performance is investigated using numerical techniques. The study is based on total energy balance where new equations are incorporated in order to consider the wind effect. The results show that increasing the wind velocity may decrease or increase the collector efficiency depending on the incoming air approach velocity. This is due to opposite effects of wind and radiation heat losses with convection heat transfer from collector surface to inlet air. Moreover, the heat exchange effectiveness increases with increasing the wind velocity for any approach velocity