مدل‌سازی اجاق خورشیدی با لوله‌ تحت خلا و بررسی اثر پارامتر‌های محیطی

در این پژوهش با بررسی فرآیند های انتقال حرارت در اجزای مختلف سیستم، عملکرد یک اجاق خورشیدی با لوله تحت خلا به صورت تحلیلی مورد بررسی قرار گرفت. هدف اصلی این مقاله اعتبارسنجی مدل تحلیلی ارایه شده برای بررسی پارامترهای موثر بر عملکرد اجاق خورشیدی با لوله تحت خلا در شرایط محیطی مختلف است. پارامترهای محیطی بررسی شده در این مطالعه سرعت باد، دمای محیط و تابش ورودی هستند. آزمایش ها در موسسه پژوهشی علوم و صنایع غذایی با عرض جغرافیایی 36درجه و طول جغرافیایی 59درجه انجام شد. بررسی ها نشان می دهند که مدل تحلیلی ارایه شده دقت کافی برای بررسی پارامتری اجاق خورشیدی با لوله تحت خلا را دارد. همچنین در شرایط محیطی مرجع، حرارت اتلافی تنها 12/22وات از 137/51وات تابش جذب شده را به خود اختصاص می دهد. بنابراین تنها حدود 8/89% از حرارت جذب شده در اجاق خورشیدی تلف می شود. نتایج نشان می دهند که با توجه به وجود فضای خلا بین دو لوله، دمای سطح خارجی اجاق در شرایط محیطی مرجع تنها c °3/64 بیشتر از دمای محیط است. همچنین اجاق خورشیدی با لوله تحت خلا در شرایط محیطی مختلف عملکرد مناسبی دارد. با افزایش دمای محیط از 5 تا c °35 بازده اجاق خورشیدی حدود 0/65% زیاد می شود.

Modeling of an Evacuated Tube Solar Cooker and Investigation of Weather Parameters Effect

In this study, the performance of an evacuated tube solar cooker analytically investigated. For this purpose, the heat transfer mechanisms in different components of the solar cooker is evaluated. The main aim of this article is to investigate the important parameters of the evacuated tube solar cooker in different weather conditions using the validated analytical model. The studied parameters are: wind speed, ambient temperature, and input solar radiation. The experiments performed at the Research Institute of Food Science and Technology, Mashhad, Iran (Latitude: 36 ° and Longitude: 59 °). The results reveal that the presented analytical model is an accurate model that can be used in the paramedic analysis of the evacuated tube solar cooker. Moreover, in the reference weather conditions, the lost heat contains only 12.22 W of the absorbed solar radiation (137.51 W). Therefore, about 8.89% of the absorbed solar radiation is lost. Based on the results, the temperature of outer surface of the cooker is only 3.64 °C higher than the ambient temperature due to the vacuum between the tubes. In addition, the evacuated tube solar cooker has proper performance in various weather conditions. Increasing the ambient temperature from 5 °C to 35 °C enhances the solar cooker efficiency by 0.65%.