بررسی راندمان انرژی و اگزرژی هواگرمکن خورشیدی با صفحه جاذب دندانه‌دار با استفاده از مدلسازی ریاضی

نوع مقاله : مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری مهندسی مکانیک ، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تهران مرکزی، گروه مهندسی مکانیک، تهران، ایران

2 دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران مرکزی

3 گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد سمنان، گروه مهندسی مکانیک، سمنان، ایران

چکیده

هدف از این مطالعه بررسی تاثیر فاصله بین شیشه و جاذب، ارتفاع دندانه‌های صفحه جاذب، نرخ دبی جرمی هوای ورودی به هواگرمکن، بر راندمان انرژی و اگزرژی یک هوا گرمکن خورشیدی با صفحه جاذب دندانه‌دار به کمک مدلسازی ریاضی می‌باشد. هواگرمکن مورد نظر از نوع دومسیره است و طول، عرض و ارتفاع آن به ترتیب 2، 1و 2/0متر است.نتایج نشان می‌دهد که با افزایش فاصله بین شیشه‌ و جاذب، بازده حرارتی 9 درصد و بازده اگزرژی 30 درصد افزایش می‌یابد. همچنین افزایش ارتفاع دندانه‌های جاذب بیش از 10 سانتیمتر، سبب تغییرات محسوسی در راندمان قانون اول و دوم نخواهد شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


 
[1] Torres-Reyes, E., Cervantes-de Gortari, J.G., Ibarra-Salazar, B.A., and Picon-Nunez, M., "A Design Method of Flat-plate Solar Collectors Based on Minimum Entropy Generation", Exergy, An International Journal, Vol. 1, pp. 46-52, (2001).
 
[2] Kurtbas, I., and Durmuş, A., "Efficiency and Exergy Analysis of a New Solar Air Heater", Renewable Energy, Vol. 29, pp. 1489-1501, (2004).
 
[3] Naphon, P., "On the Performance and Entropy Generation of the Double-Pass Solar Air Heater with Longitudinal Fins", Renewable Energy, Vol. 30, pp. 1345-1357, (2005).
 
[4] Karsli, S., "Performance Analysis of New-design Solar Air Collectors for Drying Applications", Renewable Energy, Vol. 32, pp. 1645-1660, (2007).
 
[5] Esen, H., "Experimental Energy and Exergy Analysis of a Double-flow Solar Air Heater Having Different Obstacles on Absorber Plates", Building and Environment, Vol. 43, pp. 1046-1054, (2008).
 
[6] Oztop, H.F., Bayrak, F., and Hepbasli, A., "Energetic And Exergetic Aspects of Solar Air Heating (Solar Collector) Systems", Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 21, pp. 59-83, (2013).
 
[7] Alim, M.A., Abdin, Z., Saidur, R., Hepbasli, A., Khairul, M.A., and Rahim, N.A., "Analyses of Entropy Generation and Pressure Drop for a Conventional Flat Plate Solar Collector using Different Types of Metal Oxide Nanofluids", Energy and Buildings, Vol. 66, pp. 289-296, (2013).
 
[8] Karim, M.A., Perez, E., and Amin, Z.M., "Mathematical Modelling of Counter Flow V-Grove Solar Air Collector", Renewable Energy, Vol. 67, pp. 192-201, (2014).
[9] Dehghan, A.A., Afshari, A., and Rahbar, N., "Thermal Modeling and Exergetic Analysis of a Thermoelectric Assisted Solar Still", Solar Energy, Vol. 115, pp. 277-288, (2015).
 
[10] Bahrehmand, D., Ameri, M., and Gholampour, M., "Energy and Exergy Analysis of Different Solar Air Collector Systems with Forced Convection", Renewable Energy, Vol. 83, pp. 1119-1130, (2015).
 
[11] Abuşka, M., and Şevik, S., "Energy, Exergy, Economic and Environmental (4E) Analyses of Flat-plate and V-groove Solar Air Collectors Based on Aluminium and Copper", Solar Energy, Vol. 158, pp. 259-277, (2017).
 
[12] Ansari, M., and Bazargan, M., "Optimization of Heat Transfer and Pressure Drop in a Solar Air Heater with Ribbed Surface", Amirkabir Journal of Mechanical Engineering, Vol.  49, pp. 137-146, (2017).
 
[13] Abuşka, M., "Energy and Exergy Analysis of Solar Air Heater Having New Design Absorber Plate with Conical Surface", Applied Thermal Engineering, Vol. 131, pp. 115-124, (2018).
 
[14] Ural, T., "Experimental Performance Assessment of a New Flat-plate Solar Air Collector Having Textile Fabric as Absorber using Energy and Exergy Analyses", Energy, Vol. 188, pp. 116-116, (2019).
 
[15] Reddy, J., Debnath, S., and Das, B., "Energy and Exergy Analysis of Wavy Plate Solar Air Collector using a Novel Hybrid Expert System", Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering, Vol. 41, pp. 397, (2019).
 
[16] Fudholi, A., and Sopian, K., "A Review of Solar Air Flat Plate Collector for Drying Application", Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 102, pp. 333-345, (2019).
 
[17] Raam Dheep, G., and Sreekumar, A., "Experimental Studies on Energy and Exergy Analysis of a Single-Pass Parallel Flow Solar Air Heater", Journal of Solar Energy Engineering, Vol. 142, (2020).
 
 [18] Hatami, S., Payganeh, G., and Mehrpanahi, A., "Energy and Exergy Analysis of an Indirect Solar Dryer Based on a Dynamic Model", Journal of Cleaner Production, Vol. 244, pp. 118809, (2020).
 
[19] Ma, Z., Ren, H., and Sun, Z., "Energy and Exergy Analysis of a Desiccant Cooling System Integrated with Thermal Energy Storage and Photovoltaic/Thermal-Solar Air Collectors", Science and Technology for the Built Environment, Vol. 26, pp. 12-27, (2020).