|
Title
|
تحليل و بهينه سازي همزمان ابعاد هندسي لوله مارپيچ و تأثير نانوذرات بر عملكرد حرارتي ماژول PV/T
|
|
Type
|
Thesis
|
|
Keywords
|
پنل فتوولتاييك؛ ديناميك سيالات محاسباتي؛ خنك كاري؛ كانال هاي مارپيچ
|
|
Abstract
|
پنل هاي فتوولتاييك با تبديل مستقيم تابش خورشيد به برق، در گذار انرژي نقشي كليدي دارند، اما كارايي الكتريكي آن ها به شدت به دما وابسته است؛ افزايش دما ولتاژ مدار باز را كاهش مي دهد، ضريب پرشدگي را تضعيف مي كند و با ايجاد نقاط داغ، افت عمر مفيد را در پي دارد. از آن جا كه بخش عمده اي از تابش جذب شده به گرما تبديل مي شود، مديريت حرارتي به الزام تبديل مي گردد: بايد دماي متوسط پايين و بيشينه هاي موضعي مهار شود. در اين پژوهش، يك چارچوب عددي اعتبارسنجي شده براي خنك كاريِ زيرسطحي پنل طراحي و ارزيابي شد و با مطالعهي پارامتريِ نظام مند، اثر هندسه و شرايط بهره برداري بر ميدان دما و شاخص هاي عملكرد سنجيده گرديد. پارامترها شامل طول مسير لوله (3 تا 6 متر)، تعداد مارپيچ ها (5، 7، 9 و 11)، تعداد مسيرها (تك مسيره/دومسيره)، عدد رينولدز ورودي (200 تا 800) و دماي ورودي سيال (307 تا 315 كلوين) بود؛ و شاخص هاي ارزيابي، دماي متوسط و بيشينهي سطح پنل، افت فشار، ضريب انتقال حرارت جابه جايي داخل لوله و راندمان هاي حرارتي و الكتريكي را در بر گرفت. يافته ها نشان داد كه افزايش طول مسير تا 6 متر همراه با كاهش تعداد مارپيچ به 5 حلقه، پوشش عرضي مؤثرتري ايجاد كرده و دماي متوسط سطح را كاهش مي دهد؛ در همين هندسه، تبديل آرايش تك مسيره به دومسيره كارايي حرارتي را به طور محسوسي ارتقا مي دهد (كاهش حدود 1٫5 كلويني دماي متوسط، افزايش راندمان حرارتي از 6٫62٪ به 9٫14٪ و كاهش افت فشار از 174٫14 به 70٫80 پاسكال). از منظر بهره برداري، افزايش عدد رينولدز از 200 به 800 دماي بيشينه و متوسط را به ترتيب حدود 4٫5 تا 5 و 4 كلوين كاهش مي دهد، در حالي كه ضريب جابه جايي تا حدود 487 وات برمترمربع كلوين و افت فشار تا حدود 125 پاسكال افزايش مي يابد و راندمان الكتريكي تقريباً ثابت نزديك 10 تا 10٫26 درصد باقي مي ماند؛ همچنين سردتر بودن دماي ورودي (307 در برابر 315 كلوين) راندمان حرارتي را از 6٫62٪ به 11٫62٪ بهبود مي بخشد. جمع بندي نتايج يك نسخهي طراحي عملي ارائه مي كند: انتخاب طول 6 متر با 5 مارپيچ و آرايش دومسيره، همراه با بهره برداري در رينولدزهاي مياني–بالا و بيشترين حدِ ممكنِ دماي وروديِ سرد، تركيبي كارآمد براي مهار دما، بهبود راندمان حرارتي و حفظ هزينهي هيدروليكي در كران هاي قابل قبول است.
|
|
Researchers
|
aghil ramezani (Student) , bahram jafari (Primary advisor) , majid eshagh nimvari (Primary advisor) , Khashayar Hosseinzadeh (Advisor)
|