بررسی اثر موانع v شکل همگرا و واگرا بر روی عملکرد حرارتی هوا گرمکن خورشیدی

اثرات محیط زیستی و پایان‌پذیری سوخت‌های فسیلی سبب استفاده از انرژ‌ های نو در سال‌های اخیر شده است. در کار حاضر به بررسی اثر موانع v شکل (همگرا و واگرا) بر روی عملکرد حرارتی یک هوا گرمکن خورشیدی پرداخته شد. نتایج شبیه‌سازی با استفاده از نرم‌افزار انسیس فلوئنت و با روش حجم محدود انجام شد. از الگوریتم سیمپل جهت کوپلینگ سرعت-فشار و از روش مرتبه دوم برای گسسته‌سازی معادلات استفاده شد. نتایج شبیه‌سازی نشان داد که نرم‌افزار انسیس فلوئنت توانسته است یک اعتبارسنجی قابل قبول برای عدد ناسلت و ضریب اصطکاک برای کانال صاف ارائه دهد. نتایج شبیه سازی اثبات کرد که موانع توانسته است مقادیر ضریب انتقال حرارت (عدد ناسلت) را نسبت به کانال صاف افزایش دهد، اما سبب افزایش ضریب اصطکاک نیز شده است. مشاهده می‌گردد که مقادیر عدد ناسلت و ضریب اصطکاک برای v همگرا کمی بیشتر از هندسه واگرا می باشد. با توجه به معیار عدد یک برای راندمان حرارتی، نتایج نشان داد که تا عدد رینولدز 1000، استفاده از موانع توجیه‌پذیر بوده اما برای اعداد رینولدز بالاتر از 10000 توجیه ندارد.

investigation of the effect of convergent and divergent v-shaped ribs on the thermal performance of a solar air heater

the environmental impacts and depletion of fossil fuels have led to the use of new energies in recent years. in the present work, the effect of v-shaped ribs (converging and diverging) on the thermal performance of a solar air heater was investigated. the simulation results were performed using ansys fluent software and the finite volume method. the simple algorithm was used for velocity-pressure coupling and the second-order method was used for discretization of equations. the simulation results showed that ansys fluent software was able to provide an acceptable validation for the nusselt number and friction coefficient for the smooth channel. the simulation results proved that the ribs were able to increase the heat transfer coefficient (nusselt number) values compared to the smooth channel, but they also increased the friction coefficient. it is observed that the nusselt number and friction coefficient values for the convergent v are slightly higher than the divergent geometry. considering the criterion of number one for thermal efficiency, the results showed that the use of ribs was justified up to reynolds number 1000, but not for reynolds numbers higher than 10000.