بررسی عددی اثر استفاده از نانوسیال به عنوان سیال واسط بر عملکرد گرمایشی سیستم گردآور خورشیدی سهموی مرکب براساس قطر بهینه لوله داخلی

گردآور یکی از روش‌های دستیابی به انرژی گرمایی پاک و از مهم‌ترین و کاراترین آن گردآورهای سهموی مرکب هستند. این مقاله سعی بر سنجش میزان انتقال گرما در یک گردآور سهموی مرکب حاوی دو لوله آب و یک نانو سیال آب پایه دارد. در این تحقیق از یک مدل سه بعدی با استفاده از نرم افزار fluent (حجم محدود) برای شبیه سازی و حل معادلات حاکم (پیوستگی، ممنتوم و انرژی) در یک گردآور به طول 500 و قطر 55 میلیمتر استفاده شده است. بر اساس نتایج عددی، برای یک گردآور با قطر 55 میلیمتر استفاده از لوله های آب 6 میلیمتری بیشترین انتقال گرما به میزان c 1/947 و برای کسر حجمی 8% اکسید آلومینیوم بدست خواهد آمد. در تمام کسرهای حجمی نانو سیال (0، 2، 4، 6، 8 و 10 درصد) برای لوله با قطر 6 میلیمتر نتایج حاکی از این است که گردابه های تشکیل شده حول لوله آب سرد بزرگتر از گردابه های حول لوله آب گرم هستند و این موضوع به دلیل گرادیان دمای بالای موجود بین دیواره ها و لوله آب سرد است.

Numerical Study of Using Nano Fluid as Media for Compound Parabolic Solar Collector Based on Optimum Inner Diameter

The collector is one of the ways to achieve clean thermal energy, and the most important of these systems can be pointed out to the compound parabolic concentrator (CPC). This paper focuses on measuring the amount of heat transfer in a CPC containing two water pipes as well as a waterbased nanofluid. In this research, a 3D model using Fluent software (Finite volume Method) was used to simulate and solve the governing equations (continuity, momentum and energy) in a collector with 500 and 55 mm for length and diameter, respectively.Based on the numerical results, for a collector with diameter of 55 mm, the use of 6 mm water pipes will achieve the highest heat transfer rate around 1.974 C for 8% volume fraction. The results indicate that the vortices formed around the cold water pipe are larger than vortices around the hot water pipe in all nano volume fractions (0, 2, 4, 6, 8 and 10%) for a pipe with diameter of 6 mm and this is because of the high temperature gradient between the walls and the cold pipe.