بررسی عددی مشخصه‌های حرارتی و هیدرولیکی کلکتورهای خورشیدی کنگره‌دار هواگرم

چکیده مقاله

در این مطالعه به صورت عددی اثر کنگره‌دار شدن صفحه جاذب بر مشخصه‌های انتقال حرارت و جریان آشفته در کلکتورهای خورشیدی هواگرم بررسی شده است. معادلات حاکم با روش حجم محدود و الگوریتم سیمپل حل شده‌اند. بدین منظور صفحه جاذب کنگره‌دار در سه مدل مثلثی، مستطیلی و سینوسی در محدوده رژیم جریان آشفته بین اعداد رینولدز 2500 تا 4000 مطالعه شده‌ است. انتخاب هندسه مناسب بر اساس بهترین معیار ارزیابی عملکرد (PEC) و افزایش دمای هوا از ورودی تا خروجی کلکتور (ITIO) انجام شده است. تمامی شبیه‌سازی‌ها برای دو زاویه شیب متفاوت کلکتور با راستای افق، که زوایای بهینه برای تنظیم شش ماهه کلکتورهای تخت در شهر کاشان هستند، انجام شد. نتایج نشان داد استفاده از صفحه جاذب کنگره‌دار به طرز قابل ملاحظه‌ای بر میدان جریان و انتقال حرارت تأثیر گذار است. برای تمامی طول سال، بالاترین PEC برای مدل کنگره‌دار سینوسی بدست آمد؛ اما بالاترین ITIO برای مدل کنگره‌دار مستطیلی حاصل شد. همچنین مشخص شد که برای بیشترین افزایش دما از ورودی تا خروجی و بالاترین معیار ارزیابی عملکرد، رینولدز بهینه برابر 2500 است.