در پژوهشگاه مواد و انرژی انجام شد: طراحی و ساخت یک دستگاه متمرکز کننده خورشیدی سهموی خطی با لوله جاذب پرشده از محیط متخلخل مس و نیکل و سیال عامل آب

در پژوهشگاه مواد و انرژی انجام شد:

طراحی و ساخت یک دستگاه متمرکز کننده خورشیدی سهموی خطی با لوله جاذب پرشده از محیط متخلخل مس و نیکل و سیال عامل آب

بررسی تجربي و تحليلي استفاده از محيط متخلخل در لوله جاذب کلکتور سهموي خطي با راهنمایی دکتر محمد امینی و مهندس حميدرضا حقگو و توسط مهندس محمد امین زاده فارغ التحصیل کارشناسي ارشد رشته مهندسي انرژی‌ های تجديد پذير در پژوهشگاه مواد و انرژی انجام شده است.

روشنای زندگی، مهندس امین زاده مجری این طرح در این خصوص گفت:” در این پروژه، یک دستگاه متمرکز کننده خورشیدی سهموی خطی با لوله جاذب پرشده از محیط متخلخل مس و نیکل و سیال عامل آب، طراحی و ساخته شده است. به ‌منظور افزایش نرخ انتقال حرارت در لوله جاذب کلکلتور و بازده آن، لوله جاذب با محیط متخلخل حلقوی از جنس مس و نیکل پر شده است. همچنین، جذب حجمی در لوله جاذب شیشه ‌ای با محیط متخلخل و بدون آن مورد بررسی و آزمایش قرار گرفت. آزمایش‌های تجربی بر اساس استاندارد ASHRAE 93-2003 انجام ‌شده و عواملی همانند بازده کلکتور، دمای خروجی آب، ضرایب برداشت حرارتی و جذب انرژی و میزان افت فشار مستخرج شد. انتقال حرارت درون لوله استوانه ‌ای پرشده با محیط متخلخل و جریان توسعه ‌یافته با شار حرارتی یکنواخت در دیواره بر اساس مدل برینکمن-فورشهایمر مورد بررسی قرار گرفت. با استفاده از روش مونت‌کارلو و نرم‌افزار soltrace، شار تابشی غیریکنواخت لوله جاذب به میزان 55 kw/m² در سطح زیرین لوله جاذب و  kw/m²1 در سطح بالایی لوله جاذب از شبیه سازی محاسبه شد. در ادامه، تأثیر ضریب تخلخل و جنس ماده متخلخل بر روی انتقال حرارت لوله جاذب و همچنین مقایسه جذب حجمی در لوله جاذب شیشه ‌ای تیره شده با لوله جاذب مسی و تأثیر هريک از پارامترها بر بازده کلکتور، بررسی ‌شده و نتايج به‌ دست ‌آمده مورد تحليل قرار گرفتند. همان ‌طور که از نتایج برمی‌آید استفاده از محیط متخلخل موجب کاهش جزئی ضریب برداشت حرارتیF­­­_R می‌شود (حدود 5 درصد) و به‌ صورت هم‌ زمان، تلفات حرارتی را شدیداً کاهش می‌ دهد که این کاهش در دبی‌ های عبوری بیشتر، مقدار مؤثرتری دارد (از 51 درصد تا 67درصد بسته به نوع محیط متخلخل و دبی سیال عبوری در جاذب مسی). در این حالت بازده میانگین از 1.14 % تا 9.72 % بسته به نوع محیط متخلخل و دبی سیال عبوری افزایش داشت. در حالت جذب حجمی، با استفاده از محیط متخلخل، ضریب برداشت حرارتی به میزان خیلی زیادی بهبود می ‌یابد و این تغییر، نسبت به حالت جاذب فلزی، محسوس تر می‌باشد . از طرفی، روند کاهش تلفات حرارتی نسبت به حالت جاذب مسی،(از 12 درصد تا 38 درصد بسته به نوع محیط متخلخل و دبی سیال عبوری) کندتر می ‌باشد. در این حالت بازده میانگین از 28.45 % تا 101.6 % بسته به نوع محیط متخلخل و دبی سیال عبوری افزایش داشت.