تحلیل غیر خطی هواگرمکن‌های صفحه تخت خورشیدی

تعداد 79 صفحه  درword

کارشناسی ارشد در رشته مکانیک گرایش تبدیل انرژی

تحلیل غیر خطی هواگرمکن‌های صفحه تخت خورشیدی

انرژی خورشید یکی از منابع تأمین انرژی رایگان،پاک و عاری از اثرات مخرب زیست محیطی است که از دیرباز مورد استفاده بشر قرار گرفته است. انرژی ناشی از 3 روز تابش خورشید به زمین برابر با تمام انرژی ناشی از احتراق کل سوخت‌های فسیلی در زمین است. کشور ایران در بین مدارهای 25 تا 40 درجه عرض شمالی قرار گرفته است و در منطقه‌ای واقع شده که به لحاظ دریافت انرژی خورشیدی در بین نقاط جهان در بالاترین رده‌ها قرار دارد. میزان تابش خورشیدی در ایران بین 1800 تا 2200 کیلووات ساعت بر متر مربع در سال تخمین زده شده است. در ایران بطور متوسط سالیانه بیش از 280 روز آفتابی گزارش شده است که بسیار قابل توجه است. در حال حاضر استفاده از انرژی خورشیدی را به سه صورت نور، الکتریسیته و حرارت می‌توان تقسیم‌بندی کرد و بطور کلی تنها مسأله قابل بحث چگونگی جذب، تبدیل و کاربرد این انرژی بیکران است که در این راستا هواگرمکن‌های خورشیدی نقش مهمی را ایفا می‌کنند. هدفاصلی از این پژوهش نیز تحلیل غیر خطی کلکتورهای هوا گرمکن صفحه تخت خورشیدی می‌باشد که در این راستا دو روش تحلیلی variational iteration methodو homotopy perturbation method برای حل معادلات غیرخطی تابع توزیع دما بکارگرفته شده و از نرم افزار محاسباتی Maple برای این امر استفاده شده است. سپس مقادیر دمای هوای خروجی از کلکتور، میزان انرژی مفید بدست آمده و راندمان حرارتی کلکتور برای شرایط مختلف کارکردی مورد ارزیابی قرارگرفت. نتایج نشان داده است که راندمان کلکتور با افزایش ابعاد کلکتور کاهش و با افزایش دبی جرمی حدود 12 درصد افزایش می‌یابد.سپس با استفاده از Flex PDEکانتورهای دما برای پوشش شیشه‌ای، در دمای محیط 280، 300 و 320 کلوین شبیه سازی شده است. با افزایش دمای محیط دمای بیشینه‌ی پوشش 15 درصد افزایش می‌یابد. در نهایت بررسی‌ها نشان می‌دهد که افزایش ابعاد پوشش شیشه‌ای، کاهش دما را در پی دارد.

واژه های کلیدی : هواگرمکن خورشیدی، راندمان حرارتی، تحلیل غیرخطی، تابع توزیع، انتقال حرارت تشعشعی