بررسی عددی عملکرد حرارتی لوله جاذب کلکتور خورشیدی سهموی خطی با استفاده از نانوسیال اکسید مس- روغن حرارتی

 انتقال حرارت نقش مهمی را در صنعت و نیروگاه ها ایفا می کند؛ لذا در پژوهش حاضر با جایگزینی نانو سیال با سیال پایه روغن، انتقال حرارت در کلکتور خورشیدی سهموی خطی شبیه سازی عددی خواهد شد. از این رو، اثر غلظت ذرات اکسیدمس در روغن سیلیکون بر نرخ انتقال حرارت از لوله جاذب بررسی می شود. غلظت های گوناگون نانوذرات (1% ، 3%و 5% در حجم) در دمای عملکردی 500 درجه کلوین استفاده گردید. شار حرارتی در جهت محیطی با استفاده از روش ردیابی اشعه مونت کارلو و معادلات سه‎بعدی ناویر استوکس جرم، مومنتوم و انرژی با استفاده از نرم افزار تجاری فلوئنت، و استفاده از گسسته سازی مرتبه دوم برای ترم های جابجایی و پخش، و برای کوپل کردن سرعت- فشار روش سیمپل استفاده شد. نتایج نشان می دهد که ضریب انتقال حرارت جابجایی به صورت نمایی با حرکت در طول لوله و توسعه یافتگی حرارتی و هیدرودینامیکی سیال، کاهش، و ضریب انتقال حرارت جابجایی با افزایش غلظت حجمی نانوسیال افزایش می یابد. با افزایش غلظت حجمی نانوسیال، ضریب هدایت حرارتی و گرادیان دمایی سیال افزایش می یابد که در نهایت منجر به افزایش ضریب انتقال حرارت جابجایی نانوسیال می گردد. کانتور دمایی بر روی سطح خارجی کلکتور در زاویه صفر درجه در ناحیه توسعه نیافته در غلظت های حجمی گوناگون، تفاوت چندانی نمی کند اما در ناحیه توسعه یافته با افزایش غلظت حجمی به میزان 5% دما بر روی سطح خارجی کلکتور به میزان 3 درجه کلوین کاهش می یابد.

Keywords:

کلکتور سهموی , شار حرارتی غیر یکنواخت , مونت کارلو , نانوسیال