بررسي عددي عملكرد حرارتي لوله جاذب كلكتور خورشيدي سهموي خطي با استفاده از نانوسيال اكسيد مس- روغن حرارتي

Numerical Investigation of the Thermal Performance Linear Parabolic Solar Collector Absorber Tubes Using Nanofluids Copper Oxide - Heating Oil

انتقال حرارت نقش مهمي را در صنعت و نيروگاه‌ها ايفا مي‌كند؛ لذا در پژوهش حاضر با جايگزيني نانو سيال با سيال پايه روغن، انتقال حرارت در كلكتور خورشيدي سهموي خطي شبيه سازي عددي خواهد شد. از اين رو، اثر غلظت ذرات اكسيد مس در روغن سيليكون بر نرخ انتقال حرارت از لوله جاذب بررسي مي شود. غلظتهاي گوناگون نانوذرات (1% ، 3%و 5% در حجم) در دماي عملكردي 500 درجه كلوين استفاده گرديد. شار حرارتي در جهت محيطي با استفاده از روش رديابي اشعه مونت كارلو و معادلات سه بعدي ناوير استوكس جرم، مومنتوم و انرژي با استفاده از نرم افزار تجاري فلوئنت، و استفاده از گسسته سازي مرتبه دوم براي ترم هاي جابجايي و پخش، و براي كوپل كردن سرعت- فشار روش سيمپل استفاده شد. نتايج نشان ميدهد كه ضريب انتقال حرارت جابجايي به صورت نمايي با حركت در طول لوله و توسعه يافتگي حرارتي و هيدروديناميكي سيال، كاهش، و ضريب انتقال حرارت جابجايي با افزايش غلظت حجمي نانو سيال افزايش مي يابد. با افزايش غلظت حجمي نانو سيال، ضريب هدايت حرارتي و گراديان دمايي سيال افزايش مي يابد كه در نهايت منجر به افزايش ضريب انتقال حرارت جابجايي نانوسيال ميگردد. كانتور دمايي بر روي سطح خارجي كلكتور در زاويه صفر درجه در ناحيه توسعه نيافته در غلظت هاي حجمي گوناگون، تفاوت چنداني نمي كند اما در ناحيه توسعه يافته با افزايش غلظت حجمي به ميزان 5% دما بر روي سطح خارجي كلكتور به ميزان 3 درجه كلوين كاهش مي يابد.

In this study, the effect of concentration of oxides in silicone oil on the heat transfer rate of adsorbent tube was investigated and various concentrations of nanoparticles (1%, 3% and 5% in volume) were used at a working temperature of 500 K Kelvin. Also, the thermal flux in the tangential direction using the Monte Carlo rays tracking method and three-dimensional Navier Stokes equations for mass, momentum, and energy using the flute utility, and the use of second-order discretization for the transfer and disassembly courses, and for coupling speeds, simpel method was used. The results show that the heat transfer coefficient of displacement is exponentially increased by moving along the tube, and the thermal and hydrodynamic evolution of the fluid decreases, and the transfer heat transfer coefficient increases with increasing nanosilver concentration. This indicates that increasing the volumetric concentration of nanofluid, the thermal conductivity coefficient and the fluid gradient increases, which ultimately leads to an increase in the heat transfer coefficient of the nanofluid.