نام پژوهشگر: شهرزاد قدیری
شهرزاد قدیری محمود یعقوبی
در این پژوهش، افزایش عملکرد لوله گیرنده کلکتور سهموی خطی خورشیدی با جریان نانوسیال روغن انتقال حرارت-نانولوله کربنی همراه نوار پیچشی در ابعاد آزمایشگاهی به صورت تجربی و عددی در حالت جریان غیر دائم مورد بررسی قرار گرفته است. آزمایشات با استفاده از یک کلکتور پژوهشی که مجهز به کلیه تجهیزات ابزار دقیق اندازهگیری است و در دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه شیراز قرار دارد انجام شده است. لوله گیرنده این کلکتور دارای قطر داخلی و خارجی 17 و 21 میلیمتر و طول 86 سانتیمتر میباشد که با لولهای شیشهای با قطر داخلی و خارجی 66 و 70 میلیمتر احاطه شده است و فضای بین این دو لوله را خلاء فرا گرفته است. این لوله در کانون آینه سهموی خطی با نسبت تمرکز 6/17 و فاصله کانونی 78 سانتیمتر قرار گرفته است. روغن انتقال حرارت بهران، به عنوان سیال انتقال حرارت مورد استفاده قرار میگیرد و نرخ دبی روغن از 11 تا 18 لیتر بر دقیقه متغیر میباشد. برای چنین نرخ جریان، هر دو جریان آرام و آشفته برای مطالعات انتقال حرارتی مشاهده گردید. نانوسیال با غلظتهای 05/0، 1/0 و 2/0 درصد وزنی و نوارهای پیچشی با نسبت پیچشهای 33/3، 33/5 و 66/6 در لوله گیرنده مورد آزمایش قرار گرفتهاند. خصوصیات سیال پایه و نانوسیالها از قبیل لزجت و ضریب هدایت حرارتی با دستگاههای دقیق اندازهگیری شده و این دادهها به منظور محاسبات انتقال حرارت مورد محاسبه قرار گرفتهاند. اندازهگیریها نشان میدهد که لزجت و ضریب هدایت حرارتی برای نانوسیالها نسبت به سیال پایه بیشتر است، همچنین راندمان لحظهای کلکتور با افزایش غلظت نانوسیال به شکل چشمگیری افزایش مییابد و بیشترین مقدار افزایش در درصد وزنی 2/0 و برابر با 11/72 % میباشد. این نتایج با کاهش نسبت پیچش نوارهای داخل لوله نیز همخوانی داشته و افزایش را نشان میدهد و همراه با نسبت پیچش33/3 برابر با 71/133 % میرسد. محاسبات عددی با استفاده از کد فرترن برای حل معادلات انرژی برای هنگامیکه سیال با دمای معلوم وارد لوله میشود با شبکهبندی مناسب انجام شده است. اندازهگیریهای تجربی و حل عددی مسئله نشان میدهد که بهرهگیری از نوار پیچشی و یا ذرات نانو به طور قابل ملاحظهای عملکرد لوله گیرنده کلکتور سهموی را افزایش میدهد.