طراحی و تحلیل یک دودکش خورشیدی مقیاس کوچک با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی

در کار حاضر، یک دودکش خورشیدی با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی مورد تحلیل و طراحی قرار گرفته است و ابعاد بهینه دودکش تعیین شده است. سطح مقطع دودکش خورشیدی به صورت مستطیلی در نظر گرفته شده است و مدل سازی به صورت سه بعدی انجام شده است. دودکش در ابعاد مختلف و با مقاطع هندسی گوناگون مدل شده است و اثر هندسه دودکش روی جریان هوای داخل و عملکرد آن مورد بررسی قرار گرفته است. در این تحقیق علاوه بر اثر هندسه دودکش، اثر تغییر شار حرارتی دریافتی از محیط، فشار مثبت در دهانه ورودی و دمای هوای ورودی بر دبی هوای خروجی از دودکش مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان دهنده وجود عرض بهینه به منظور بیشینه سازی دبی هوا در دودکش است. بررسی نتایج نشان می دهد که در شارهای حرارتی مختلف (100 تا 1300 وات) و با افزایش عرض، دبی در واحد طول دودکش افزایش می یابد اما این روند تنها تا عرض 2/0 متر ادامه پیدا می کند. پس از این نقطه با افزایش عرض، دبی کاهش پیدا می کند. علت این پدیده ایجاد و گسترش جریان برگشتی می باشد. افزایش سطح دهانه ورودی، افزایش فشار در دهانه ورودی و افزایش ارتفاع دودکش علاوه بر افزایش دبی و بهبود عملکرد، باعث افزایش عرض بهینه می شود.