بهبود انتقال حرارت در مبادله¬گر حرارتي PVT با استفاده از فوم فلزي متخلخل به منظور بهبود بازدهي حرارتي و الكتريكي

كارشناسي ارشد

انتقال حرارت به عنوان يك پديده مهم فيزيكي، داراي كاربردهاي فراواني در صنايع و تجهيزات مختلف همچون سيستم هاي خورشيدي است. از جمله سيستم هاي خورشيدي كه اخيرا پيرامون آن ها پژوهش-هاي مختلفي انجام شده است، مي توان به سيستم هاي فتوولتائيك- حرارتي اشاره نمود. در اين سيستم ها با عبور جريان سيال از داخل كانال، ضمن خنك سازي سلول ها به جهت افزايش بازدهي الكتريكي آن ها، بازدهي حرارتي نيز ايجاد مي گردد كه ناشي از افزايش دماي سيال داخل كانال است. بنابراين نياز به استفاده از روش هاي متنوع به جهت بهبود انتقال حرارت و افزايش خنك سازي براي افزايش بازدهي، به وجود مي آيد. از جمله روش هاي خنك سازي مي توان به استفاده از محيط متخلخل و به طور خاص تر فوم-هاي فلزي متخلخل در كانال اشاره نمود. در اين پژوهش از فوم متخلخل آلومينيومي به منظور افزايش انتقال حرارت و افزايش بازدهي كلي سيستم كه شامل بازدهي هاي الكتريكي و حرارتي مي باشد، استفاده شده است. تأثيرات ضخامت هاي مختلف اين فوم ها، سرعت جريان سيال در داخل كانال و شارهاي مختلف دريافتي از خورشيد بر پارامترهايي همچون دماي سلول ها، دماي سيال خروجي، بازدهي هاي الكتريكي، حرارتي و كلي سيستم، افت فشار و پروفيل هاي سرعت از جمله موارد بررسي شده در اين پژوهش مي-باشند. با توجه به نتايج به دست آمده، افزايش ضخامت فوم فلزي باعث كاهش دماي سلول ها و افزايش بازدهي الكتريكي آن ها مي شود. اما در مقابل افت فشار نيز افزايش مي¬يابد. همچنين افزايش ضخامت تا مقدار Rp=0.5 سبب افزايش دماي سيال خروجي و به تبع آن افزايش بازدهي حرارتي مي¬شود؛ اين در حالي است كه افزايش بيشتر ضخامت محيط متخلخل تا Rp=1 نتيجه عكس بر دماي سيال خروجي و بازدهي حرارتي دارد. در بهترين حالت با استفاده از فوم فلزي مي¬توان به بازدهي كلي برابر با 90 درصد دست يافت. همچنين بسته به ميزان فوم فلزي استفاده شده در كانال، افزايش تابش خورشيد سبب كاهش 0.5 الي 2 درصدي بازدهي الكتريكي سلول ها مي گردد كه 2 درصد مربوط به زماني است كه از فوم فلزي استفاده نشده است.

194591

دانشگاه علم و صنعت ايران

تبديل انرژي

دكتر مجيد سياوشي - دكتر غلامرضا شهرياري مقدم