مدل سازي اجاق خورشيدي با لوله تحت خلا و بررسي اثر پارامتر هاي محيطي

Modeling of an Evacuated Tube Solar Cooker and Investigation of Weather Parameters Effect

در اين پژوهش با بررسي فرآيند هاي انتقال حرارت در اجزاي مختلف سيستم، عملكرد يك اجاق خورشيدي با لوله تحت خلا به صورت تحليلي مورد بررسي قرار گرفت. هدف اصلي اين مقاله اعتبارسنجي مدل تحليلي ارايه شده براي بررسي پارامترهاي موثر بر عملكرد اجاق خورشيدي با لوله تحت خلا در شرايط محيطي مختلف است. پارامترهاي محيطي بررسي شده در اين مطالعه سرعت باد، دماي محيط و تابش ورودي هستند. آزمايش ها در موسسه پژوهشي علوم و صنايع غذايي با عرض جغرافيايي 36درجه و طول جغرافيايي 59درجه انجام شد. بررسي ها نشان مي دهند كه مدل تحليلي ارايه شده دقت كافي براي بررسي پارامتري اجاق خورشيدي با لوله تحت خلا را دارد. همچنين در شرايط محيطي مرجع، حرارت اتلافي تنها 12/22وات از 137/51وات تابش جذب شده را به خود اختصاص مي دهد. بنابراين تنها حدود 8/89% از حرارت جذب شده در اجاق خورشيدي تلف مي شود. نتايج نشان مي دهند كه با توجه به وجود فضاي خلا بين دو لوله، دماي سطح خارجي اجاق در شرايط محيطي مرجع تنها C°3/64 بيشتر از دماي محيط است. همچنين اجاق خورشيدي با لوله تحت خلا در شرايط محيطي مختلف عملكرد مناسبي دارد. با افزايش دماي محيط از 5 تا C°35 بازده اجاق خورشيدي حدود 0/65% زياد مي شود.

In this study, the performance of an evacuated tube solar cooker analytically investigated. For this purpose, the heat transfer mechanisms in different components of the solar cooker is evaluated. The main aim of this article is to investigate the important parameters of the evacuated tube solar cooker in different weather conditions using the validated analytical model. The studied parameters are: wind speed, ambient temperature, and input solar radiation. The experiments performed at the Research Institute of Food Science and Technology, Mashhad, Iran (Latitude: 36° and Longitude: 59°). The results reveal that the presented analytical model is an accurate model that can be used in the paramedic analysis of the evacuated tube solar cooker. Moreover, in the reference weather conditions, the lost heat contains only 12.22 W of the absorbed solar radiation (137.51 W). Therefore, about 8.89% of the absorbed solar radiation is lost. Based on the results, the temperature of outer surface of the cooker is only 3.64 °C higher than the ambient temperature due to the vacuum between the tubes. In addition, the evacuated tube solar cooker has proper performance in various weather conditions. Increasing the ambient temperature from 5 °C to 35 °C enhances the solar cooker efficiency by 0.65%.