حل عددی معادلات جریان طبیعی و انرژی در محفظه یک خشک کن خورشیدی و بررسی پارامترهای موثر در بهینه سازی طراحی

Abstract

در این مقاله یک روش عددی – تحلیلی جهت طراحی خشک کن خورشیدی معرفی می گردد. در ابتدا یک مدل ریاضی برای تحلیل انتقال حرارت جابجائی آزاد در جمع کننده که به روش سعی و خطا حل گردیده و همچنین یک روش تحلیلی برای مدل ریاضی جریان در دودکش ارائه می گردد. در محفظه خشک کن معادلات جریان (ممنتوم) و انرژی به دلیل تغییرات هوا با دما , به یکدیگر وابسته می باشند و توأماً با کمک روش عددی تابع جریان گردابه ای که یکی از متدهای حجم محدود می باشد, حل می گردند. با توجه به اینکه نیروی بویانسی عامل اصلی حرکت در این سیستم می باشد لذا در روند کلی حل مسأله باید از روش سعی و خطا استفاده نمودو در ابتدا با فرض دما در ورود هوا به دودکش و همچنین با فرض مقدار معینی برای دبی جریان هوا مسئله شروع شده , در ادامه توزیع دما در جمع کننده (کلکتور) و دودکش بدست می آیدو و از نتایج آن به عنوان شرایط مرزی برای حل عددی معادلات بهم وابسته جریان و انرژی در محفظه خشک کن و دود کش استفاده می گردد. به این ترتیب دمای هوا در ورود به دودکش محاسبه شده و با مقدار قبلی که فرض مسأله بود مقایسه و تصحیح می گردد تا نهایتاً همگرائی حاصل شود. و در آخر تأثیر تغییرات ارتفاع دودکش و طول جمع کننده (کلکتور) بر افزایش دمای هوا در خروج از جمع کننده و همچنین بر دبی جریان هوا بصورت نمودار ارائه و با نتایج اندازه گیری شده مقایسه می گردد. نتایج حاصل از این تحقیق مبنائی برای طراحی بهینه ابعاد خشک کن خورشیدی بدست می دهد.