آنالیز ترمودینامیکی شبیه‌ساز کلکتور خورشیدی صفحه تخت و بهینه‌سازی متغیرهای فرآیند

Abstract

در تحقیق حاضر تحلیل انرژی و اکسرژی شبیه‌ساز کلکتور خورشیدی صفحه تخت مجهز به ناهمواری Inclined Broken Rib بر اساس داده‌های تجربی در یک مدار باز و همچنین بهینه‌سازی شرایط کارکرد سامانه صورت گرفته است. آزمایش‌ها در نه سطح دبی جرمی (kg/s 03/0، 04/0، 05/0، 06/0، 07/0، 08/0، 09/0، 10/0 و 11/0)، پنج سطح شار حرارتی (W/m^21000، 1100، 1200، 1300 و 1400) و سه سطح دمای هوای محیط (°C 20، 25 و 30) انجام شد. نتایج نشان داد که بیشترین و کمترین مقدار بازده انرژی به ترتیب در تیمارهای با دمای محیط °C20 و 25 ، دبی جرمی kg/s11/0 و شار حرارتی W/m^21000 و 1400 با مقادیر 8/49 و 3/0 درصد به دست آمد. همچنین بیشترین و کمترین مقدار بازده اکسرژی به ترتیب برابر 75/5 و 607/0 درصد در تیمارهای با دمای محیط °C20 و 30 ، دبی جرمی kg/s11/0 و 03/0 و شار حرارتی W/m^21000 محاسبه شد. روش سطح پاسخ برای بهینه کردن شرایط کارکرد جمع‌کننده خورشیدی به کار گرفته شد. شرایط بهینه در دمای محیط °C20، نرخ جریان جریان جرمی kg/s11/0 و شار حرارتی W/m^21000 به دست آمد. در این شرایط بهینه، بازده انرژی و اکسرژی به ترتیب 08/42 و 76/5 درصد با مطلوبیت 92/0 به دست آمد.