دراسة الأداء الحراري للمجمع الشمسي ذي الماص الحلزوني ومادة متغيرة الطور

الباحث

نبأ احمد عبد الجبار

المشرف

جلال محمد جليل - غسان عبد الحسين بلال

الجامعة

الجامعة التكنولوجية

الكلية / القسم

قسم الهندسة الكهروميكانيكية / الهندسة الكهروميكانيكية

الشهادة

ماجستير

السنة

2024

لغة الرسالة

انكليزي

الكلمات المفتاحية

Solar collector;Spiral absorber;Phase change material;Thermal performance

المجمعات الشمسية ذات اللوحة المسطحة التقليدية من مشكلات مثل ayy ett) غير المتساوي cb load وفقدان الحرارة الكبيرء والركود.ء وانخفاض الكفاءة. هدفت هذه الدراسة إلى زيادة كفاءة تحويل الطاقة الشمسية وطرق تخزين الحرارة من خلال تحليل أداء مجمع هواء شمسي دائري مصمم بشكل مبتكر. نّم تصميم وبناء المجمع باسئخدام أنابيب نحاسية مملوءة بشمع البارافين وتم التحقق منها تجريبيا ورقميا. كانت أبعاد نموذج المجمع 1.1 متر قطرها و3 سم ارتفاعها. تم ربط سكّة أنابيب بلوحة الامتصاصء، قطر كل منها 1.5 سمء مملؤة بشمع البارافين بوزن 2 كجمء والتي لها نقطة انصهار 43 درجة Aggies يمر الهواء عبر GI pes عرضها 1 متر وارتفاعها 3 سمء. ويخرج من المركز عبر فتحة قطرها 5 سم . أجريت الاختبارات داخليا تحت ظروف تشغيل مختلفة بما في ذلك ثلاشة معدلات تدفق هواء مميزة (0.00628 ,0.0105 و0.01466 كغم /شانية) وكشافات شمسية مختلفةء. بالاعتماد على بيانات أصلية مأخوذة من موقع إلكتروني مستكمدة من بغداد.ء العراق.، حتكشى يونيو2024. ثم التّحكم في شدة الإشعاع الشمسي وسرعة الهواء باستخدام لوحة -Arduino Uno اجريت الاختبارات على مدار GE ايام: 3 ”5 يونيو 2024. 2 استخدام نموذج حسابي يستخدم طريقة الحجم المحدود وخوارزمية simple لمعالجة Gant) الحراري شلاشي الأبعاد الشابت والمضطرب والحمل القسري داخل لغة البرمجة 90 -FORTRAN أظهرت BL! أن المجمع الشمسي الدائري حقق أقصى فرق في درجة الحرارة قدره 42.4 درجة Aggies مع ذروة إشعاع شمسي تبلغ 958 واط/م 2 عند معدل تدفق حراري يبلغ 0.00628 كغم/شثانية. كانت أطول مدة لتخزين الطاقة ساعة cp asl مع اختّلافات في درجات حرارة الهواء تشّراوح من 14.5 إلى 7.3 درجة Aggie © وكانت هذه النتشائج متسقة عبر مستويات شدة مختلفة ومعدل تدفق كئكشلة الهواء 0.00628 as /ثانية. وكانت النئّائج العددية مطابقة بشكل GB, للبيانات التجريبية مع معدل خطا متوسط قدره3.19 % مما يدل على GUS قوي بين GE النظرية والتجريبيةء مما يشير إلى إنجاز كبير للمجمعات الصغيرة الحجم مقارنة بالمجمعات ذات اللوحة المسطحة التقليدية.

Traditional flat-plate solar collectors often encounter issues such as uneven heat distribution, significant heat loss, stagnation, and low efficiency. This study aims to increase solar energy's efficiency conversion and heat storage by analyzing the performance of an innovative design for a solar circular air collector. The collector was designed and constructed utilizing copper tubes that are loaded with paraffin wax and verified both experimentally and numerically. The collector model's dimensions were 1.1 m in diameter and 0.03 m in height. Six tubes were attached to the absorber plate, each 0.015 m in diameter, and filled with paraffin wax weighing 2 kg, which has a melting point of 43 oC. Air passed through passages that were 0.11 m wide and 0.03 m high, exiting from the center through a 0.05 m diameter opening. Internal testing was conducted under different operating conditions, including three distinct airflow rates (0.00628, 0.0105, and 0.01466 kg/s) and various solar intensities, based on authentic data sourced from Baghdad, Iraq, up to June 2024. Solar radiation and air speed were controlled using a dimmer and an Arduino Uno. Tests were conducted over three days: 2, 3, and June 5, 2024. A computational model utilizing the finite volume method and the SIMPLE algorithm was employed to address three-dimensional steady-state, turbulent, and forced convection flow within the FORTRAN 90 programming language. The results showed that the circular solar collector achieved a maximum temperature difference of 42.4 °C with peak solar irradiation of 958 W/m2 at an MFR of 0.00628 kg/s. The maximum thermal efficiency attained was 52% at a mass flow rate of 0.01466 kg/s at 8:00 AM. The longest duration for storing energy was 1 hour, with air temperature differences ranging from 14.5 to 7.3 °C. These results were consistent across different intensity levels and air mass flow rates of 0.00628 kg/s. The numerical results closely aligned with the experimental data, with an average error rate of 3.19%, demonstrating strong agreement between theoretical and experimental outcomes. indicating a significant achievement for small-size collectors compared to traditional flat plate collectors.

طلب نسخة من الملف

الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.

الاسم

رقم الهاتف

البريد الإلكتروني

الغرض من الطلب (اختياري)

إرسال الطلب