بررسی عددی عملکرد حرارتی نانو سیالات در کلکتورهای خورشیدی

یکی از بهترین انرژی های تجدید پذیر نور خورشید است که در همه جا در دسترس می باشد. کلکتورهای خورشیدی وسیله ای برای استفاده از این انرژی در صنعت، کشاورزی و مصارف خانگی به شمار می آیند. از متداول ترین انواع کلکتورهای خورشیدی میتوان به کلکتورهای خورشیدی صفحه تخت اشاره کرد. از مزایای این نوع کلکتورها می توان به سهولت ساخت این کلکتورها و در دسترس بودن آنها اشاره نمود. یکی از معایب این نوع کلکتورها راندمان حرارتی کم و وزن زیاد آنها می باشد. در این رساله، برای رفع این معایب از دینامیک سیالات محاسباتی کمک گرفته شده و پیشنهاداتی برای ایجاد هندسه بهینه در این نوع کلکتورها ارائه شده است. برای این منظور راندمان حرارتی این کلکتورها با تغییر موقعیت لوله حامل سیال نسبت به صفحه جاذب، تغییر شکل سطح مقطع لوله حامل سیال از دایره به شش ضلعی، مربعی و مثلثی، تغییر ضریب جذب صفحه جاذب، تغییر ضریب عبور شیشه و دبی های متفاوت سیال محاسبه و گزارش شده است. همچنین با استفاده از نانو سیال های مختلفی همچون نانولوله های کربنی، اکسید مس و اکسیدآلومینیوم با سیال پایه آب به عنوان سیال عامل در کلکتور در غلظتهای مختلف، تاثیر استفاده از این مواد بر راندمان کلکتور مورد بررسی قرار گرفته و کارایی کلکتور در این موارد با یکدیگر و با سیال آب مقایسه شده است. نتایج نشان می دهند استفاده از نانو سیال درکلکتورهای خورشیدی باعث افزایش ضریب انتقال حرارت و راندمان حرارتی کلکتور می شود به صورتی که راندمان حرارتی کلکتور خورشیدی صفحه تخت با نانو سیال کربن با غلظت سه درصد وزنی، 5/14 درصد بیشتر از راندمان حرارتی کلکتور با سیال عامل آب می باشد.