مطالعه عددی تأثیر عامل‌های طراحی و تابش خورشید بر کارایی سیستم دودکش خورشیدی | ||
| مکانیک سیالات و آیرودینامیک | ||
| مقاله 9، دوره 14، شماره 2 - شماره پیاپی 36، اسفند 1404، صفحه 123-136 اصل مقاله (1.49 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| نویسندگان | ||
| آرش نوربخش سعدآباد1؛ سیدکاظم یکانی* 2؛ مهدی نامی خلیله ده3 | ||
| 1دانشجوی دکتری، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران | ||
| 2استادیار، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران | ||
| 3دانشجوی دکتری ، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران | ||
| چکیده | ||
| افزایش نیاز به انرژی و ضرورت بهره‌گیری از سامانه‌های کم‌مصرف، توجه به استفاده از دودکش‌های خورشیدی را به‌عنوان روشی پایدار برای تهویه و تولید جریان طبیعی هوا ضروری ساخته است. در پژوهش حاضر، عملکرد حرارتی و هیدرودینامیکی یک دودکش خورشیدی با سطح جاذب افقی تحت‌تأثیر عامل‌های هندسی و شدت تابش خورشیدی به‌صورت عددی و با استفاده از نرم‌افزار انسیس فلوئنت بررسی شده است. مدل آشفتگی k–ε RNG برای تحلیل جریان به کار گرفته شده و معادلات حاکم با روش حجم محدود حل گردیده است. ارتفاع دودکش (۰.۵ تا ۲.۵ متر)، فاصله کانال هوایی (۰.۱ و ۰.۲ متر)، ابعاد ورودی و خروجی و شدت تابش خورشیدی (۶۰۰، ۸۰۰ و ۱۰۰۰ وات بر مترمربع) به‌عنوان متغیرهای طراحی موردمطالعه قرار گرفته و مدل عددی با داده‌های تجربی موجود اعتبارسنجی شده است. نتایج نشان می‌دهد افزایش شدت تابش از ۶۰۰ به ۱۰۰۰ وات بر مترمربع سبب افزایش حدود ۴۰ درصدی دبی جرمی شده و افزایش ارتفاع دودکش و فاصله کانال به ترتیب موجب بهبود ۳۵ و ۵۰ درصدی عملکرد سامانه می‌گردد. از یافته‌های نوآورانه این پژوهش، شناسایی پدیده جریان بازگشتی در ناحیه خروجی است که در نسبت بحرانی ارتفاع خروجی به فاصله شکاف هوایی ( =1.26–1.6) رخ‌داده و باعث کاهش بازده سامانه از حدود ۹۰٪ به نزدیک ۳۰٪ می‌شود. بر اساس نتایج، اجتناب از نسبت‌های بحرانی و بهینه‌سازی هندسه خروجی نقش کلیدی در افزایش راندمان و جلوگیری از افت عملکرد دودکش خورشیدی دارد. این نتایج می‌تواند به‌عنوان مبنایی برای طراحی بهینه دودکش‌های خورشیدی در اقلیم‌های گرم و خشک مورداستفاده قرار گیرد. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| دودکش خورشیدی؛ عامل‌های هندسی؛ تابش خورشیدی؛ دینامیک سیالات محاسباتی | ||
| مراجع | ||
|
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 139 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 51 |
||