شبيه سازي همگن فرايند ترموهيدروليك توليد مستقيم بخار درلوله ي جاذب يك نيروگاه خورشيدي متمركز

كارشناسي ارشد

در اين پايان نامه به مدل سازي عددي فرآيند ترموهيدروليك در شرايط همگن در لوله ي جاذب يك كلكتور سهموي خطي در نيروگاه خورشيدي متمركز با توليد مستقيم بخار و با استفاده از نوار تابيده شده در حالت هاي مختلف پرداخته شده است. همچنين بهبود فرآيند انتقال حرارت در لوله ي جاذب نيز بررسي شده است. دماي ورودي در فشار 80 بار از جايي در نظر گرفته شده است كه آب در حالت اشباع قرار داشته و بعد از وارد شدن شارهاي متغير، فرايند تغيير فار به صورت همگن صورت گرفته است. در اين شبيه سازي، تغييرات ضريب اصطكاك و عدد ناسلت در رينولدز هاي مختلف مورد بررسي قرار گرفته است. فرايند مورد بررسي در لوله اي به طول 4 متر انجام شده است . با توجه به اينكه توزيع شار حرارتي در محيط پيراموني لوله ي جاذب ، توزيع غير يكنواخت مي باشد به همين دليل لوله ي جاذب تحت اثر گراديان هاي شديد دمايي و تنش هاي حرارتي قرار مي گيرد. در برخي موارد اين گراديان دما باعث كمانش موجي لوله ي جاذب شده و باعث شكسته شدن لوله ي شيشه اي مي گردد. راهكار مورد استفاده در اين پايان نامه ، استفاده از نوار تابيده شده براي كاهش گراديان دماي محيطي است. براي بررسي بهبود انتقال حرارت با استفاده از نوار تابيده شده در لوله ي جاذب كلكتور سهموي خطي با سيال عامل آب اشباع از حل عددي مبتني بر روش حجم محدود استفاده شده است. رژيم جريان ، رژيم آشفته مي باشد و براي مدل سازي آشفتگي از مدل , k - ε Realizebel استفاده شده است. براي اعتبار سنجي نتايج عددي از معادلات تجربي بهره گرفته شده است. تاثير پارمترهاي هندسي نوار تابيده شده ، دماي سيال و عدد رينولدز در عدد ناسلت و ضريب اصطكاك مورد بررسي قرار گرفته است. محاسبات عددي با استفاده از نرم افزار فلوئنت در محدوده عدد رينولدز 200000 تا 900000 ، نسبت لقي در محدوده ي صفر تا 0.4 و نسبت پيچش 2.5 الي 10 انجام شده است. نتايج حاصل بيانگر بهبود توزيع دما در جداره لوله ي جاذب و كاهش تقريبا 45 درصدي گراديان دماي محيطي و افزايش 19درصدي فاكتور بهبود انتقال حرارت و همچنين افزايش 22 درصدي در ضريب انتقال حرارت جابجايي مي باشند.

195644

دانشگاه علم و صنعت ايران

تبديل انرژي - ديناميك سيالات

دكتر سيدمصطفي حسينعلي پور