مطالعه انتقال حرارت و جرم در حالت گذرا و آنالیزحساسیت در یک استخرخورشیدی

رفتار گذرای لایه گرادیانی یک استخر خورشیدی آزمایشی مورد مطالعه قرار گرفت. به منظور پیش بینی تغییرات ضخامت لایه گرادیانی از مدل ترمال برست استفاده شد. مدل های یک بعدی انتقال جرم و حرارت جهت یافتن گرادیان های درجه شوری و درجه حرارت ارائه شدند. معادلات دیفرانسیل جزئی انتقال جرم و حرارت به کمک روش حجم محدود گسسته سازی شدند. شبیه سازی بر مبنای داده های تجربی یک استخر خورشیدی واقع در دانشگاه فردوسی مشهد انجام گرفت. نتایج عددی بدست آمده برای پیش بینی تغییرات ضخامت لایه گرادیانی در مقایسه با نتایج تجربی، رضایت بخش بود. آنالیز حساسیت برای پارامترهای مهم در شبیه سازی رفتار دینامیکی لایه گرادیانی انجام شد. آنالیز حساسیت آشکار ساخت که عدد ریلی بحرانی اثر کمی بر روند کلی تغییرات ضخامت لایه گرادیانی دارد. اثر عدد ریلی بحرانی بر دامنه نوسانات و فرکانس فرایند ترمال برست نیز برای دوره ای کوتاه مدت بررسی شد. ضریب نفوذ شوری در عمق استخر خورشیدی تغییرات زیادی نسبت به خواص دیگر سیال (محلول آب نمک) دارد. اثر ضریب نفوذ شوری بر تغییرات زمانی ضخامت لایه گرادیانی با مقادیر مختلف ضریب نفوذ شوری مطالعه شد. اثر ضریب نفوذ شوری بر نتایج شبیه سازی عددی نسبت به پارامترهای دیگر بیشتر است. اثر گرمای ویژه بر رفتار گذرای لایه گرادیانی نیز نسبتا قابل ملاحظه است.

Keywords:

استخر خورشیدی , لایه گرادیانی , انتقال حرارت , انتقال جرم , روش حجم محدود