ارزیابی انرژی و اگزرژی یک کلکتور خورشیدی سهموی مجهز به لوله‌ جاذب پره داخلی و توربولاتور ستاره‌ای‌‌

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه زابل، زابل، ایران

چکیده

در این مقاله، عملکرد انرژی و اگزرژی یک کلکتور خورشیدی سهموی خطی حاوی روغن حرارتی با دریافت‌کننده مجهز به پره داخلی و توربولاتور ستاره‌ای‌شکل به صورت عددی مطالعه شده است. جریان سیال داخل لوله جاذب کلکتور به صورت مغشوش و عدد رینولدز در بازه‌ی 104×2 تا 105 در نظر گرفته شده است. به منظور شبیه‌سازی جریان سیال از نرم‌افزار انسیس- فلوئنت استفاده شده است. در این مقاله از یک لوله جاذب جدید مجهز به پره داخلی و توربولاتور ستاره‌ای شکل با پره‌های طولی مستطیلی استفاده شده و لوله جاذب پره مرکب نامیده شده است. بر این اساس عملکرد انرژی و اگزرژی کلکتور با وجود و یا عدم وجود پره و توربولاتور در داخل لوله جاذب در 6 حالت مختلف مقایسه و تحلیل شده است. بررسی نتایج نشان داد که کلکتور با لوله جاذب پره مرکب با پره داخلی بزرگ بیشترین بازده انرژی و اگزرژی را دارد. همچنین بیشترین افزایش بازده انرژی و اگزرژی کلکتور هنگام استفاده از این نوع لوله جاذب به‌جای لوله جاذب ساده به ترتیب برابر با 96/5 و 76/6 درصد است. از طرفی دیگر نتایج نشان داد که مقادیر معیار ارزیابی عملکرد برای لوله‌های جاذب پره مرکب با پره داخلی بزرگ و لوله جاذب پره داخلی بزرگتر از 1 و بیشترین مقدار آن 62/1 نتیجه شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Evaluation of energy and exergy of a parabolic trough solar collector equipped with internal fin and star turbulator absorber tube

نویسنده [English]

  • Farhad Vahidinia
Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering, University of Zabol, Zabol, Iran
چکیده [English]

In this paper, the energy and exergy performance of a parabolic trough solar collector containing thermal oil with a receiver equipped with an internal fin and a star shaped turbulator is numerically studied. The fluid flow inside the absorber tube of the collector is turbulent and the Reynolds number is considered in the range of 2×104 to 105. Ansys-Fluent software was used to simulate the fluid flow. In this study, a new absorber tube equipped with an internal fin and a star shaped turbulator with rectangular longitudinal fins is used and is called the combined fin absorber tube. accordingly, the energy and exergy performance of the collector with or without fin and turbulator inside the absorber tube has been compared and analyzed for 6 different states. The analysis of the results showed that the collector with the combined fin absorber tube with the large internally fin has the highest energy and exergy efficiency. Also, the highest enhancement in the energy and exergy efficiencies of the collector when using this type of absorber tube instead of the smooth absorber are 5.96% and 6.76%, respectively. On the other hand, the results showed that the values of the performance evaluation criteria for the combined fin absorber tube with large internally fins and internally fin absorber tube were greater than 1, and the highest value was 1.62.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Parabolic trough solar collector
  • Combined fin absorber tube. Turbulator
  • Exergy
  • Energy
  • Performance evaluation criteria
CAPTCHA Image