بررسي اثر تخلخل جاذب مشبك بر كارايي هوا‌گرم‏كن خورشيدي با پوشش پله‏اي از شيشه

An Investigation of the Effects of Absorber Plate Porosity on a Slatted Glass Equipped Solar Air Heater Performance

يكي از روش‏هاي استفاده از انرژي خورشيدي استفاده از جمع‏كننده‏هاي خورشيدي است. در اين پژوهش جمع‏كننده مشخص‌شده از نوع تخت بود و با پوشش شيشه‏اي پله‏اي و صفحات جاذب آلومينيومي متخلخل (با ضريب تخلخل ثابت 0177/0 و 0314/0 و ضخامت mm 5/2) در معرض مستقيم تابش خورشيد بررسي شد. اثر تخلخل صفحه جاذب جمع‏كننده بر كارايي حرارتي آن در محدوده دبي جرمي هوا (0056/0، تا 0385/0 kgm-2s-1) در شش دبي هواي ورودي، آزمايش و بررسي شد. آزمايش‏ها در سه تكرار، در فواصل زماني 11 تا 13 بعد‌از‌ظهر، با متوسط شيد خورشيد در اين فاصله زماني برابر با Wm-2 1040 انجام گرفت. نتايج به‌‌دست‌آمده از آزمايش‏ها صحت نظريه بررسي‌شده در اين تحقيق را نشان مي‌دهدكه با افزايش تخلخل صفحه جاذب، بازده گرمايي جمع‏كننده افزايش مي‏يابد. اما در دبي كمينه مشاهده شد كه بازده صفحه جاذب با تخلخل كمتر، بيشتر است .در دبي كمينه، بازده صفحات جاذب با تخلخل 0177/0 و 0314/0 به‌ترتيب 31/0 و 29/0و در دبي بيشينه به‌ترتيب 83/0 و 88/0 به‏دست آمد. اين هوا‌گرم‌كن مي‏تواند در پروژه‏هاي خشك‏كردن محصولات كشاورزي، گرم‌كردن خانه‏هاي روستايي و شهري، فضاي گلخانه‏ها، و دامداري‏ها استفاده شود.

Application of solar collectors forms a popular method of harnessing solar energy. Throughout the present research a flat plate solar air collector was investigated when the collector under direct solar radiations. The collector consisted of a slatted glass cover, perforated absorber aluminum sheets (porosities of 0.0177, 0.0314, and absorber thickness of 2.5 mm). The effect of porosity on the absorber efficiency of the collector was evaluated. Six levels of air mass flow rates (0.0056 to 0.0385 kg m-2s-1) were tested. The tests were conducted on some very clear sky days from 11 to 13 hrs (average solar energy reported to be 1040 Wm-2). The experimental results indicate that the thermal efficiency of the collector increases by an increase in the porosity of the absorber. This improvement may be due to an increase in heat transfer surface area within the porous medium at higher air mass flux, yielding a higher heat transfer coefficient. An absorber with lower porosity shows a better thermal efficiency at lower air mass fluxes, because the air flows in a shorter path through the outlet air channel, not being able to substantially cool the absorber. In a minimum air flow rate, absorber efficiency with porosities 0.0177 & 0.0314 were recorded 0.31 & 0.29 respectively whereas, at a maximum flow, efficiency shows an enormous change with values of 0.83 and 0.88 respectively. This solar air heater can be used for drying agricultural products, heating the space of a greenhouse, etc.