مطالعه تجربی و تحلیلی اثر دبی جریان بر رفتار دینامیکی و راندمان کلکتور آسفالت در شرایط عملیاتی واقعی

دمای آسفالت در اثر تابش خورشید افزایش می‌یابد و در طول روز اختلاف قابل ملاحظه‌ای بین دمای هوای محیط پیرامون و دمای آسفالت شکل می‌گیرد و این اختلاف دما پتانسیل مناسبی برای گرم‌کردن سیال عامل مانند آب فراهم می‌کند. کلکتورهای آسفالت در کنار ساختار بسیار ساده، امکان استفاده از این پتانسیل را فراهم کرده‌اند. مطالعه تجربی و تحلیلی حاضر پاسخ دینامیکی و راندمان کلکتور آسفالت را در شرایط عملیاتی در شهرستان بم، کرمان مورد مطالعه قرار داده است. در مطالعه حاضر با طراحی و ساخت یک کلکتور آسفالت با مساحت m^21/2 و پایش پارامترهای موثر مانند شدت تابش و درجه حرارت ورودی و خروجی از کلکتور به مدت 6ساعت از روز عملکرد این دسته از کلکتورها بررسی شده است. مطالعه اخیر نشان می‌دهد که با افزایش دبی جریان ورودی به کلکتور به میزان دو برابر، راندمان کلکتور به مقدار متوسط 25% افزایش می‌یابد در حالی که اختلاف دماهای ورودی و خروجی رو به کاهش می‌گذارد. از طرفی با بهره‌گیری از نتایج تجربی در رویکرد تحلیلی راندمان حرارتی برای سایر دبی‌ها در محدوده رژیم جریان آرام پیش‌بینی شده است. نتایج به دست آمده از رویکرد تحلیلی با دقت مناسبی با نتایج آزمایشگاهی مطابقت دارد. استفاده از روش تحلیلی راهکاری مناسب برای تخمین کارآیی کلکتور در مواقعی که نتایج تجربی در دسترس نیست، در اختیار می‌گذارد.

Experimental and Theoretical Investigation of Flow Rate Effect on Dynamic and Efficiency of Asphalt Solar Collector in Real Operating Condition

The asphalt pavements are exposed to daily solar radiation; hence the asphalt pavements provide the remarkable potential to heat a working fluid such as water. Simple structure and ease of fabrication of asphalt solar collectors (ASCs) promise applicability and lowcost operation of this class of thermal collectors. The current experimental and theoretical investigation evaluates the performance, efficiency and dynamic of ASCs in real operating condition at Bam County, Kerman. In this research, to investigate the performance of ASCs, a 1.2m2 prototype was fabricated and its dynamics was monitored under 6 hours a day in two different flow rates of water. The results illustrate that increasing the flow rate of water to collector by 2 times improves the collector efficiency by 25%, while the difference in the inlet and outlet water temperatures decreases. Furthermore, by utilizing the experimental data, a theoretical approach was utilized to predict the performance of ASC in the other flow rates of water. The developed analytic approach has good consistency with the obtained experimental test. The analytic approach provides an effective method to estimate the performance of ASCs with appropriate accuracy, when the experimental results are unavailable.