بررسی تجربی عملکرد حرارتی یک نمونه ی آبگرمکن خورشیدی لوله خلاء اصلاح شده به کمک نانوسیالات

امروزه انرژی نقش مهمی در رشد اقتصادی جوامع بشری بازی می کند. در میان انواع انرژی های مصرفی توسط بشر، انرژی خورشید را می توان فراوان ترین دانست. از اینرو طی سال های گذشته انواع سیستم های آبگرمکن خورشیدی ساخته و مورد استفاده قرار گرفته اند. با توجه به قابلیت های چشمگیر نانوسیالات در بهبود فرایندهای انتقال حرارت و افزایش بازدهی حرارتی سیستم های گرمایی، بررسی استفاده از نانوذرات به عنوان جایگزین سیالات متداول در سیستم های مختلف حرارتی به ویژه سیستم های انرژی خورشیدی و همچنین اثر انواع نانوسیال پرکاربرد بر افزایش بازدهی حرارتی کلکتور لوله خلاء خورشیدی بسیار مورد توجه قرار گرفته است. در این پژوهش، مهمترین جزء، یعنی راندمان آبگرمکن های خورشیدی و همچنین روند انتقال حرارت با استفاده از سه نوع نانوسیال (با درصد جرمی 1%)، مورد بررسی قرار گرفته است. تمامی آزمایشات با رعایت استانداردهای مربوطه (9806 -iso)، و در روزهای آفتابی انجام گرفته اند. بیشترین میزان افزایش انتقال حرارت نانوسیالات و همچنین راندمان حرارتی سیستم مربوط به ساعات ظهر (ظهر شرعی) است که در این میان، بالاترین راندمان مربوط به نانو سیال اکسید آلومینیوم(al2o3  nanofluid)، با 3/46% افزایش نسبت به سیال پایه (سیال روغن) می باشد. راندمان حرارتی سیستم با نانوسیال اکسید تیتانیوم (tio2 nanofluid) و نانوسیال اکسید کربن (c  nanofluid) و همچنین سیال پایه (oil  fluid) به ترتیب 2/54% و 2/12% و 1/6% را نشان می دهند. با توجه به شدت افزایش ظرفیت حرارتی نانوسیال های مورد استفاده قرار گرفته، می توان ظرفیت حرارتی را عاملی مهم در افزایش راندمان آبگرمکن های خورشیدی لوله خلاء دانست.

experimental investigation of thermal performance of a sample of solar water heater vacuum tube modified with the help of nanofluids

today, energy plays an important role in the economic growth of human societies. among the types of energy consumed by humans, solar energy can be considered the most abundant. therefore, over the years, various types of solar water heating systems have been developed and used. considering the remarkable capabilities of nanofluids in improving heat transfer processes and increasing the thermal efficiency of heating systems, the use of nanoparticles as a substitute for conventional fluids in various heating systems, especially solar energy systems, as well as the effect of widely used nanofluids so much attention has been paid to increasing the thermal efficiency of the solar vacuum tube collector. in this research, the most important component, namely the efficiency of solar water heaters and also the heat transfer process using three types of nanofluid (with mass percentage 1%), has been investigated. all tests were performed in accordance with the relevant standards (iso-9806), on sunny days. the highest increase in heat transfer of nanofluids and also the thermal efficiency of the system is related to noon (religious noon), among which, the highest efficiency is related to aluminum oxide nanofluid (al2o3 nanofluid), with a 3.46% increase compared to the base fluid (oil fluid) is. the thermal efficiency of the system with titanium oxide nanofluid (tio2 nanofluid) and carbon oxide nanofluid (c nanofluid) as well as the base fluid (oil fluid) show 2.54%, 2.12% and 1.6%, respectively. due to the increase in heat capacity of the nanofluids used, the heat capacity can be considered an important factor in increasing the efficiency of vacuum tube solar water heaters.