طراحی و مدلسازی و ساختار لوله حرارتی تر موسیفونی خورشیدی

ترموسیفون نوعی لوله حرارتی با ساختمان و عملکرد بسیار ساده است . این وسیله شامل یک لوله توخالی است که پس از گاززدایی از سیال مورد نظر به میزان لازم پر می شود. بر روی این لوله به منظور جذبل بیشترین مقدار تابش خورشیدی پره ای با سطح برگزیده تعبیه یم شود. کل این سیستم برای حذف انتقال حرارت جابجائی و هدایتی در یک حباب شیشه ای تحت خلاء نسبی مناسبی قرار داده می شود. افزایش کارآیی، بهبود طراحی و شرایط عملیاتی و روشهای متنوع ساخت و تولید لوله های حرارتی مستلزم آگاهی از چگونگی تغییرات پارامترهای عملیاتی داخل لوله حرارتی می باشد. این پایان نامه مطالعه ای در جهت تحلیل و بررسی پارامترهای عملیاتی موثر در عملکرد لوله حرارتی خورشیدی از نوع ترموسیفون در حالت یکنواخت و دائم می باشد. این پارامترها شامل محاسبه دمای اشباع سیال داخل لوله حرارتی، تغییرات ضخامت فیلم مایع روی جداره داخلی لوله، تغییرات شدت جریان فازهای بخار و مایع و افت فشار فازهای بخار و مایع در طول لوله حرارتی می باشد. ابتدا جهت حصول مقادیر اویله پارامترهای مذکور، بیلان انرژی برای حجم کنترل سیستم نوشته می شود. در این موازنه بر حسب اینکه بخش کندانسور در مجاورت چه نوع سیالی قرار گیرد و نیز انتقال حرارت از این قسمت به چه طریقی باشد (اجباری یا آزاد) و با توجه به معادلات تجربی موجود ابتدا عدد ناسلت و سپس با توجه به آن ضریب کبی انتقال حرارت محاسبه می گردد و در نهایت منجر به محاسبه مقادیر اولیه پارامترهای مورد نظر می شود. بدین ترتیب مقادیر اولیه برخی از این پارامترها به شرح زیر حاصل شد: شدت جریان جرمی مایع و بخار به ترتیب 0/322 و 0/0001126 کیلوگرم بر ثانیه و ضخامت فیلم مایع کمتر از 0/2 میلیمتر. سپس برای محاسبه تغییرات پارامترهای مذکور در طول لوله، بیلان انرژی، جرم و اندازه حرکت برای حجم کنترل فیلم مایع، فاز لبخار و کل سیستم نوشته می شود. در نهایت نتایج اندازه گیری شده از نمونه آزمایشگاهی ساخته شده با نتایج مندرج در مراجع و منابع مقایسه می شود. مقایسه نشان می دهد، خطای موجود نتایج مذکور بین 0 تا +-15 درصد می باشد. حال برای طراحی و مدلسازی چگونگی تغییرات پارامترهای ترمودینامیکی داخل لوله و مقایسه بعضی از همین مقادیر که در نمونه ساخته شده قابل اندازه گیری می باشند. فصول زیر ارائه می شوند: فصل دوم: در این فصل در ابتدا تاریخچه ای از انواع لوله های حرارتی و کاربرد آنها ارائه می شود. سپس تعرذیف جامعی از این وسیله، همراه انوع و خواص فیزیکی و چگونگی عملکرد آن ارائه می شود. در همین فصل به تشریح محدودیت های کاری این وسیله پرداخته می شود. همچنین مورد دو پارامتر مهم عملیاتی این وسیله، انتقال حرارت وافت فشار، به تفضیل بحث می شود و معادلات کاربردی در محاسبات مورد نظر همراه با ذکر دلیل مطرح می شوند. همچنین در خصوص به میزان سیال تزریقی، نوع آن و جنس و نوع ظرف حاوی آن مطالبی ارائه می گردد. در همین راستا نوع سیال مصرفی در نمونه مورد نظر و میزان آن همراه با ذکر دلیل و محاسبات مربوط مطرح می شود. در فصل سوم مبنای طراحی و مدلسازی همراه با معادلات و الگوریتمهای مربوط ارائه می شود. همچنین در انتها منحنی های منتج از هر یک از برنامه ها و مدلهای کامپیوتری همراه با نقاط تجربی و بحث و نتیجه گیری در مورد آنها ارائه می شود. فصل چهارم در مورد روش و شیوه ساخت نمونه مورد نظر بحث می کند. فصل پنجم به یک نتیجه گیری کلی و بحث در مورد کل ساختار پروژه و ارائه پیشنهاداتی در این مورد اختصاص دارد.