مطالعه عددی اثر تغییرات سطح مقطع برج دودکش خورشیدی بر عملکرد آن

پژوهش حاضر با استفاده از شبیه سازی عددی، میدان جریان، توان خروجی و پارامترهای مختلف را برای آنالیز دودکش خورشیدی مورد بررسی قرار داده است. این شبیه سازی به صورت حل عددی (دینامیک سیالات محاسباتی) صورت گرفته است و شار گرمایی ثابت فرض شده است. در کشور ما ایران نیز استفاده از انرژی خورشید با توجه به اینکه کشوری گرم محسوب میشود و دارای دریافت غنی از تشعشعات خورشید هست بسیار کاربردی و ضروری است که از این نوع فناوری به منظور تولید برق و انرژی و کمک به محیط زیست استفاده شود. در این پژوهش به بررسی دودکش خورشیدی در 4 حالت مختلف از نظر هندسه برج دودکش پرداخته شده است. ابتدا حالت برج دودکش با سطح مقطع دایره ای ثابت بررسی شده است و پس از اعتبارسنجی حل عددی، دو سطح مقطع هم گرا و واگرا در برج دودکش مورد ارزیابی و مقایسه قرار داده شده است؛ در حالت پایانی نیز مدل دودکش خورشیدی به صورت 3 بعدی با سطح مقطع بیضی شکل شبیه سازی شده است. در این مقاله نشان داده شده است که با یکسان در نظر گرفته شدن تمام شرایط عملیاتی، درحالتی که سطح مقطع برج واگراست توان خروجی نسبت به حالت مبنا (سطح مقطع دایرهای ثابت) در حدود 65 درصد بهبود مییابد، ولی در دو حالت دیگر (سطح مقطع همگرا و سطح مقطع بیضی شکل در خروجی) توان خروجی دودکش خورشیدی نسبت به حالت مبنا کاهش مییابد.

Keywords:

دودکش خورشیدی , حل عددی , سطح مقطع برج دودکش , همگرا , واگرا , سطح مقطع بیضی , دو بعدی و سه بعدی