پديد آورنده :
توكلي فر، فرزاد
عنوان :
اصلاح سيستم آبگرمكن خورشيدي لوله خلاء و بررسي تجربي عوامل موثر بر كارايي آن
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
تبديل انرژي
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مهندسي مكانيك
صفحه شمار :
پانزده،95ص.: مصور
استاد راهنما :
علي اكبر عالم رجبي
استاد مشاور :
محسن دوازده امامي
توصيفگر ها :
آبگرمكن خورشيدي ترموسيفوني , اصلاح كلكتور لوله خلاء سيال در شيشه , نانوسيال , بازتاب كننده , تغييرات دبي
تاريخ نمايه سازي :
1394/10/22
استاد داور :
محمدرضا سليم پور، محمود اشرفي زاده
چكيده فارسي :
چكيده آبگرمكنهاي خورشيدي ترموسيفوني با كلكتور لوله خال سيال در شيشه از سيستمهاي خورشيدي با كارايي باال مي باشند عدم بهره گيري از فشار آب شبكه شهري و به وجود آمدن منطقه مرده در انتهاي لولهها از معايب اين سيستمها ميباشد اين ناحيه ساكن به دليل پايين بودن دما و كاهش جابجايي طبيعي در انتهاي لولهها پديد ميآيد و باعث كاهش بازدهي سيستم ميشود با معرفي سيستم آبگرمكن خورشيدي با كلكتور لوله خال كه ورودي و مسير جريان سيال درون لولههاي خال اصالح و در مخزن مبدلي قرار گرفته است معايب آن برطرف شده و با ساخت نمونهاي از آن آزمايشهاي مختلفي بر روي آن صورت گرفته است آزمايشها به دو قسمت كلي جذب انرژي و برداشت انرژي تقسيم ميشود آزمايشهاي قسمت جذب انرژي خود شامل تاثير اصالح ورودي و مسير حركت سيال درون لولهها در شيبهاي مختلف تغيير فاصله بازتابكننده از مراكز لولهها و استفاده از نانو سيال 2 SiO آب مقطر در غلظتهاي جرمي مختلف ميباشد آزمايشهاي برداشت انرژي نيز شامل تاثير تغيير دبي و استفاده از غلظتهاي جرمي مختلف نانو سيال ميباشد در شيبهاي مختلف در حالت بدون اصالح ورودي تابش دريافتي متفاوت است اما كارايي سيستم تقريبا ثابت ميباشد در سيستم اصالح شده با افزايش شيب به دليل عدم ايجاد منطقه مرده در انتهاي لولهها بازدهي نسبت به حالت بدون اصالح بيشتر و در بيشترين حالت در شيب 12o مقدار بازدهي 30 درصد نسبت به حالت بدون اصالح افزايش داشته است بازتابكننده مورد استفاده به صورت صفحهاي مسطح در زير لولهها ميباشد افزايش فاصله بازتابكننده با توجه به كاهش سايه و ضريب ديد لولهها نسبت به سطح بازتابكننده فاصله بهينهاي را براي افزايش بازدهي ايجاد ميكند طبق نتايج آزمايشها تا نسبت فاصله بازتاب كننده به قطر خارجي لولهها برابر با 0 1 افزايش بازدهي به دست آمده و از اين فاصله به بعد مقدار بازدهي تقريبا ثابت ميباشد بنابراين بهينه نسبت فاصله بازتاب كننده به قطر خارجي لولهها براي سيستم مورد بررسي برابر با 0 1 است كه در حدود 61 درصد افزايش بازدهي نسبت به حالت بدون استفاده از بازتابكننده دارد غلظتهاي جرمي نانوسيال مورد آزمايش 13 3 21 3 0 3 و 29 3 بوده كه در بيشترين حالت در آزمايشهاي جذب انرژي در غلظت جرمي برابر با 21 3 افزايش 9 درصدي در بازده قانون اول به دست آمده است در آزمايشهاي برداشت انرژي با تغيير دبي در محدوده مورد بررسي بيشترين بازده قانون دوم در دبي 3 3 به دست آمده است در انتها آزمايشهاي برداشت انرژي با غلظتهاي جرمي مختلف نانوسيال انجام شده است كه در بيشترين حالت در غلظت جرمي 21 3 افزايش 0 درصدي در بازده قانون دوم به دست آمده است كلمات كليدي آبگرمكن خورشيدي ترموسيفوني اصالح كلكتور لوله خال سيال در شيشه نانو سيال بازتابكننده تغييرات دبي
چكيده انگليسي :
Improving the Evacuated Tube Solar Water Heater and Experimental Investigation of Different Parameters Effects on its Performance Farzad Tavakolifar f tavakolifar@me iut ac ir Date of Submission 2015 12 21 Department of Mechanical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M Sc Language FarsiSupervisor Ali Akbar Alemrajabi rajabi@cc iut ac irAbstract Evacuated tube solar water heater is one of the high performance solar systems As its disadvantages itis vulnerable to pressure of piping system and it may be susceptible to forming stagnant region at the end ofeach tube In this region low temperature and declining of natural convection result in collector s efficiencydrop By introducing an improved solar water heater the mentioned disadvantages have been removed and aprototype was built and examined The experiments were divided into two phases i e energy absorbing andenergy harvesting phases The experiments of energy absorbing phase included improving the entrance ofevacuated tubes renovation of fluid motion path in different tilt angles optimum distance of reflector andusing SiO2 distilled water nano fluid as circulating fluid Also the experiments of energy harvesting phaseincluded using nano fluid as circulating fluid and studying the effect of mass flow rate of consumable wateron the system performance Without the entrance renovation the system showed almost the sameperformance for different slopes however the total absorbed solar radiation were different Since stagnantregion does not form in renovated system with increasing the tilt angle the efficiency increased and the mostefficiency enhancement was achieved for tilt angle of 75o as much as 30 Using the reflector made the totalabsorbed solar energy to increase via capturing the escaping radiations passing through gaps between tubes According to experiments by increasing the distance ratio from zero to 1 3 the efficiency went up andafterward it remained almost constant So that the distance ratio of 1 3 reported as the optimum distance ratiofor reflectors in which the efficiency of solar water heater increased by around 16 comparing to similarsolar water heater not benefiting the reflector The experiments corresponding to investigating the impact ofnano fluid on performance of solar water heater were carried out for four mass concentrations of 0 07 0 15 0 3 and 0 45 According to results using nano fluid as circulating fluid also caused the performance of solarwater heater to improve and maximum efficiency enhancement was achieved as much as 4 for 0 15 massconcentration of nano fluid particles As conducted through energy harvesting phase the total gained exergy litshowed very marginal variations and the highest second law efficiency was achieved for flow rate of 0 8 min Eventually the experiments regarding energy harvesting for different mass concentration of nano fluid werecarried out and the highest second law efficiency enhancement as much as 9 was achieved for massconcentration of 0 15 Keywords Solar water heater Water in glass evacuated tube Nano fluid Reflector Mass flow rate changes
استاد راهنما :
علي اكبر عالم رجبي
استاد مشاور :
محسن دوازده امامي
استاد داور :
محمدرضا سليم پور، محمود اشرفي زاده
