@article { author = {Miradollah Lavasni, Arash and Mohammadi, Mehrdad and Mehdipour, Ramin}, title = {Numerical analysis of air flow specification in solar chimneys with vegetation layer}, journal = {Iranian Journal of Mechanical Engineering Transactions of ISME}, volume = {17}, number = {4}, pages = {6-22}, year = {2016}, publisher = {ISME}, issn = {2538-4775}, eissn = {}, doi = {}, abstract = {Nowadays, the ever increasing demand to provide energy and the constant decrease of fossil fuels resources has made the usage of renewable energy resources vital. Solar chimneys are considered a significant approach to supply electricity. They are of particular interest due to the high absorption level of solar energy and also because of the advantages of using air as an absorber. However, these systems do not provide enough economic efficiency. Plant breeding in the collector’s section of a solar chimney was presented in this study as a mean to overcome the economical obstacles. Also possible geometrical and physical effects on air flow parameters were investigated by means of numerical simulation. Our simulation results were validated with comparison to the experimental model in Manzanares, Spain. Velocity as well as the temperature gradient at collector’s outlet was calculated. Our results showed excellent affinity to those of Spanish prototype as the error percentage was lesser than 5%. Vegetation layer was modeled as a porous media at the bottom of the collector and its possible effects was investigated on the air flow parameters at Ra = 1010. It was observed that due to the vegetation layer the velocity and temperature gradient at collector’s outlet were decreased 2.5% and 2%, respectively. These slight reductions show that plant breeding in large areas of collector’s bottom could be served as an outstanding idea to enhance the costefficiency challenges of solar chimneys while producing only negligible negative effects on air flow parameters.}, keywords = {Solar Energy,Solar chimney,Porous media,numerical simulation,Heat Transfer}, title_fa = {تحلیل عددی خصوصیات جریان هوا در دودکش خورشیدی با حضور لایه گیاهی}, abstract_fa = {امروزه افزایش تقاضا برای انرژی از یک سو و کاهش منابع فسیلی از سوی دیگر اهمیت استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر را بیش از پیش نمایان میکند. دودکش خورشیدی بهعنوان یکی از راههای استفاده از انرژی خورشیدی برای تولید برق است. این ایده به دلیل بالا بودن سطح جذب انرژی خورشیدی و همچنین مزایای استفاده از هوا به عنوان جاذب، توجه محققین را به خود جذب نموده است. ولی این سیستم در حال حاضر صرفه اقتصادی پایینی دارد. در این مطالعه برای حل این مشکل، پرورش گیاه در کلکتور به منظور افزایش بهرهوری اقتصادی پیشنهاد و شبیهسازی عددی شد و اثرات هندسی و فیزیکی گیاه بر جریان هوا مورد بررسی قرار گرفت. تاکنون کشت گیاه در کلکتور برای رفع مشکل صرفه اقتصادی پایین به صورت دقیق مورد بررسی قرار نگرفته است. برای اعتبار سنجی مدل ابتدا مدل آزمایشی ساخته شده در مانزانارس اسپانیا مدلسازی و سرعت و اختلاف دمای ایجاد شده در جریان هوا بین ورودی و خروجی کلکتور محاسبه شد. نتایج بدست آمده از حل عددی مطابقت بسیار خوبی با نتایج آزمایشگاهی را نشان داد و خطا کمتر از 5 درصد بود. در ادامه لایه گیاهی بهصورت محیط متخلخل در کف کلکتور مدلسازی و تاثیر آن بر سرعت جریان و اختلاف دمای ایجاد شدهدر عدد رایلی Ra=10^11 بررسی شد. مشاهده شد که در خروجی کلکتور سرعت چریان تقریبا 2.5 درصد کاهش و اختلاف دما تقریبا 2 درصد افزایش یافت . بنابراین میتوان ادعا کرد که با کشت سطح وسیعی از زمین کلکتور با یک گیاه با صرفه اقتصادی بالا میتوان مشکل اقتصادی سیستم دودکش خورشیدی را برطرف نمود بدون اینکه تاثیر منفی چشمگیری بر خصوصیات جریان داشته باشد.}, keywords_fa = {انرژی خورشیدی,دودکش خورشیدی,محیط متخلخل,شبیه سازی عددی,انتقال حرارت}, url = {https://jmep.isme.ir/article_22954.html}, eprint = {https://jmep.isme.ir/article_22954_86c7587d40042662c97b74bea3abe418.pdf} }