Investigation of Radiative Cooling Using a Photonic Composite Material for Water Harvesting
نویسندگان
چکیده مقاله:
The objective of this study is to design and analyse materials which are capable of harvesting water from thin air using condensation phenomenon which employs the radiative cooling approach. These passive cooling materials not only solve the water generating problems, but also employed in various cooling applications. The fundamental concept of radiative cooling is analysed and the performance parameters were identified to test the passive cooling ability of the designed material for water harvesting. The field of Photonics is studied which has the potential to obtain the surface temperature significantly lower than the atmospheric temperature by radiation phenomenon. Important parameters are identified to validate the performance of the proposed materials. ANSYS FLUENT is used to analyse the surface temperature for the given boundary conditions and the potential material which is capable of obtaining a significant temperature difference with respect to the ambient temperature is identified. A sandwich material is designed and its performance is evaluated using Computational Fluid Dynamics (CFD) by which we could achieve temperature difference of 15°C. To reduce the heat gain losses by conduction and convection, we designed a physical system which could maintain significant temperature difference even in the broad day-sunlight. CFD analysis of the designed system under similar boundary conditions gave satisfying results of maintaining the temperature difference of about 15°C for a prolonged period of time due to minimal heat gain losses. Later, two potential materials are manufactured and the performance parameters of these materials are characterized using U-V/Vis (Ultraviolet-Visible) and FTIR (Fourier Transform Infrared) Spectroscopy experiments. The results of absorption phenomenon in the U-V/Vis spectrum and the transmittance phenomenon in the FTIR spectrum of the two materials explain the reason for the passive cooling ability of materials.
منابع مشابه
Modeling and Simulation of a Photonic Radiative Cooling System
Selective emittance materials show high technical potential for use as radiative cooling heat exchangers for buildings. This paper presents the thermal modeling of the photonic radiative cooler and the simulation of a system that integrats the photonic radiative cooler with radiant floor cooling in a medium office building. The system was simulated with EnergyPlus and the extensive use of its e...
متن کاملUltrabroadband photonic structures to achieve high-performance daytime radiative cooling.
If properly designed, terrestrial structures can passively cool themselves through radiative emission of heat to outer space. For the first time, we present a metal-dielectric photonic structure capable of radiative cooling in daytime outdoor conditions. The structure behaves as a broadband mirror for solar light, while simultaneously emitting strongly in the mid-IR within the atmospheric trans...
متن کاملbuckling of viscoelastic composite plates using the finite strip method
در سال های اخیر، تقاضای استفاده از تئوری خطی ویسکوالاستیسیته بیشتر شده است. با افزایش استفاده از کامپوزیت های پیشرفته در صنایع هوایی و همچنین استفاده روزافزون از مواد پلیمری، اهمیت روش های دقیق طراحی و تحلیل چنین ساختارهایی بیشتر شده است. این مواد جدید از خودشان رفتارهای مکانیکی ارائه می دهند که با تئوری های الاستیسیته و ویسکوزیته، نمی توان آن ها را توصیف کرد. این مواد، خواص ویسکوالاستیک دارند....
Numerical investigation on composite material marine current turbine using CFD
A novel manufacturing approach similar to filament winding has been developed and automated and is able to produce the Composite Material Marine Current Turbines (CMMCT), which have significant advantages over traditional designs. This paper presents numerical results to investigate the performance of these turbines. The numerical approach was performed using Computational Fluid Dynamics (CFD) ...
متن کاملinvestigation of effective parameters on the rigidity of light composite diaphragms (psscb) by fem
در این رساله با معرفی سقف های psscb متشکل از ترکیب ورق های فولادی ذوزنقه ای و تخته های سیمانی الیافی به عنوان سقف های پیش ساخته (سازگار با سیستم سازه ای قاب های فولادی سبک) به بررسی پارامترهای موثر بر صلبیت سقف، پرداخته می شود. در تحقیق حاضر ابتدا به مدل سازی دو نمونه سقف آزمایش شده، به روش اجزاء محدود با استفاده از نرم افزار تحلیلی abaqus ver 6.10 پرداخته شده است. نمونه های ساخته شده تحت اعما...
investigation of thermal comfort properties of woven sport fabric using blend of estabragh fibers
امروزه لباس در نظر ورزشکاران و کسانی که برای اوقات فراغت خود و یا برای رسیدن به اندامی متعادل، ورزش می کنند؛ بسیار با اهمیت است. احساس مطلوب از لباس در زمره خصوصیات راحتی پوشش می باشد. خصوصیات انتقال رطوبت لباس، در ارزیابی راحتی حسی و حرارتی منسوجات تولید شده از آن ها بسیار مهم است. هدف از این تحقیق، معرفی پارچه جدید است که متشکل از الیاف استبرق با خواص منحصر به فرد می باشد. استبرق لیف طبیعی تو...
منابع من
با ذخیره ی این منبع در منابع من، دسترسی به آن را برای استفاده های بعدی آسان تر کنید
ذخیره در منابع من قبلا به منابع من ذحیره شده{@ msg_add @}
عنوان ژورنال
دوره 30 شماره 10
صفحات 1573- 1582
تاریخ انتشار 2017-10-01
با دنبال کردن یک ژورنال هنگامی که شماره جدید این ژورنال منتشر می شود به شما از طریق ایمیل اطلاع داده می شود.
کلمات کلیدی
میزبانی شده توسط پلتفرم ابری doprax.com
copyright © 2015-2023