تحلیل سه بعدی حرارتی و خمش لوله ی گیرنده و تاثیر آن در راندمان اپتیکی کلکتور سهموی خطی

در این مطالعه تغییر فرم لوله ی گیرنده ی کلکتور سهموی خطی ناشی از توزیع سه بعدی تابش خورشید که به روش ردیابی اشعه محاسبه شده، به روش عددی بررسی می شود. ابتدا توزیع دمای سه بعدی و انبساط سه بعدی لوله ناشی از تابش غیر یکنواخت خورشید روی لوله برای حالات مختلف محاسبه و سپس معادلات حاکم ترمو الاستیک به صورت سه بعدی و برای حالت ایستا، به روش عددی المان محدود و با شرایط مرزی مناسب حل شده و تنش حرارتی و کرنش برای دو نوع کلکتور معین شده است. نوع اول کلکتور ساخته شده در نیروگاه خورشیدی شیراز با ضریب تمرکز هندسی 46/15 و نوع دوم کلکتور بزرگ طراحی شده با ضریب تمرکز هندسی 36/29 برای ساخت در نیروگاه خورشیدی شیراز است. نتایج مربوط به توزیع تابش جذب شده روی سطح لوله ی گیرنده و لوله ی محافظ شیشه ای برای چهار روز از سال و ساعت ظهر خورشیدی برای هردو کلکتور ارائه گردیده است. همچنین توزیع دما ی لوله در حالات مختلف و انبساط حرارتی برای شرایط طراحی در نمودارهای مختلف مقایسه شده و صحت محاسبات عددی برای حالات خاص با محاسبات دیگران مقایسه شده است. نتایج نشان دهنده ی وابستگی زیاد تغییر شکل لوله به ضریب همرفتی داخل لوله و شدت غیریکنواختی تابش خورشید است. از آنجا که راندمان اپتیکی کلکتور تابع مستقیمی از ضریب برخورد است در ادامه تاثیر جابجایی لوله ی گیرنده و خروج آن از کانون در ضریب برخورد کلکتور و راندمان اپتیکی آن با کمک روش ردیابی اشعه بررسی شده و مورد تحلیل قرار گرفته است.