Алюминий нано сұйықтықтарын қолдана отырып, жалпақ күн коллекторының температурасын талдау
DOI:
https://doi.org/10.26577/JMMCS.2022.v114.i2.07Кілттік сөздер:
Жазық күн коллекторы, алюминий оксидінің нанобөлшектері, жылу моделі, жылу тиімділігіАннотация
Бұл жұмыста жалпақ күн коллекторының жылу сипаттамалары алюминий оксиді-судың наножидкости көмегімен жасалды. Бұл мақаланың мақсаты CFD бағдарламасын қолдана отырып гидродинамикалық модель жасау болып табылады. Зерттеудің негізгі бағыты-модель осы зерттеуде жүргізілген эксперимент нәтижелерімен расталады. Модель Қазақстанның қоңыржай климатында үлгіленген. Ғылыми зерттеудің идеясы ANSYS FLUENT 19.0 CFD пакетін (есептеу гидродинамикасы) қолдана отырып, жазық күн коллекторының жұмыс сұйықтығында нанобөлшектердің болуын есептеу жазық күн коллекторындағы қысымның төмендеуін арттырады, сонымен қатар жылу өнімділігін арттырады. 0,5% алюминий оксидін құрайтын нанобөлшектердің оңтайлы көлемдік үлесі жазық күн коллекторының ең жоғары жылу тиімділігін қамтамасыз ететіндігі тәжірибе жүзінде анықталды. Тегіс күн коллекторының жаңа дизайны жасалды, онда жылу оқшаулағыш мөлдір екі қабатты терезеде жылу оқшаулау жүреді. Жазық күн коллекторының температурасы туралы деректер ANSYS FLUENT 19.0 коммерциялық CFD (есептеу гидродинамикасы) бағдарламалық пакетін пайдалану арқылы анықталды. Температура деректерін сандық талдау эксперименттік талдау нәтижесінде алынған нәтижелердің дәлдігін растады. Бұл жұмыс нәтижелерінің практикалық мәні коллектордың жоғарғы әйнегінде нанобөлшектердің болуы жылу тиімділігін, тиімділігі мен қызмет ету мерзімін арттырады.
Библиографиялық сілтемелер
[2] Elghamry R., Hassan H., Hawwash A. A., ‘‘A parametric study on the impact of integrating solar cell panel at building envelope on its power, energy consumption, comfort conditions, and CO2 emissions,’’ J. Cleaner Prod., vol. 249, Mar. 2020, Art. no. 119374.
[3] Hussein H. M. S., El-Ghetany H. H., Nada S. A., ‘‘Experimental investigation of novel indirect solar cooker with indoor PCM thermal storage and cooking unit’’ Energy Convers. Manage., vol. 49, no. 8, pp. 2237–2246, Aug. 2008.
[4] Said Z., Sabiha M. A., Saidur R., Hepbasli A., Rahim N. A., Mekhilef S., Ward T. A., ‘‘Performance enhancement of a flat plate solar collector using titanium dioxide nanofluid and polyethylene glycol dispersant,’’ J. Cleaner Prod., vol. 92, pp. 343–353, Apr. 2015.
[5] Duffie J. A., Beckman W. A., Solar Engineering of Thermal Processes, 4th ed. Hoboken, NJ, USA: Wiley, 2013.
[6] Choi J. A. E., Stephen U. S., ‘‘Enhancing thermal conductivity of fluids with nanoparticles,’’ in Proc. ASME Int. Mech. Eng. Congr. Expo., 1995, pp. 12–17.
[7] Gupta M., Singh V., Kumar R., Said Z., ‘‘A review on thermophysical properties of nanofluids and heat transfer applications,’’ Renew. Sustain. Energy Rev., vol. 74, pp. 638–670, Jul. 2017.
[8] Said Z., Sajid M. H., Alim M. A., Saidur R., Rahim N. A., ‘‘Experimental investigation of the thermophysical properties of AL2O3-nanofluid and its effect on a flat plate solar collector,’’ Int. Commun. Heat Mass Transf., vol. 48, pp. 99–107, Nov. 2013.
[9] Sundar L. S., Ramana E. V., Said Z., Punnaiah V., Chandra Mouli K. V. V., Sousa A. C. M., ‘‘Properties, heat transfer, energy efficiency and environmental emissions analysis of flat plate solar collector using nanodiamond nanofluids,’’ Diamond Rel. Mater., vol. 110, Dec. 2020, Art. no. 108115.
[10] Sundar L. S., Sintie Y. T., Said Z., Singh M. K., Punnaiah V., Sousa A. C. M., ‘‘Energy, efficiency, economic impact, and heat transfer aspects of solar flat plate collector with Al2O3 nanofluids and wire coil with core rod inserts,’’ Sustain. Energy Technol. Assessments, vol. 40, Aug. 2020, Art. no. 100772.
[11] Zhang X., Gu H., Fujii M., ‘‘Effective thermal conductivity and thermal diffusivity of nanofluids containing spherical and cylindrical nanoparticles,’’ Experim. Thermal Fluid Sci., vol. 31, no. 6, pp. 593–599, May 2007.
[12] Xie H., Lee H., Youn W., Choi M., ‘‘Nanofluids containing multiwalled carbon nanotubes and their enhanced thermal conductivities,’’ J. Appl. Phys., vol. 94, no. 8, pp. 4967–4971, 2003.
[13] Trisaksri V., Wongwises S., ‘‘Critical review of heat transfer characteristics of nanofluids,’’ Renew. Sustain. Energy Rev., vol. 11, no. 3, pp. 512–523, Apr. 2007.
[14] Wen D., Lin G., Vafaei S., Zhang K., ‘‘Review of nanofluids for heat transfer applications,’’ Particuology, vol. 7, no. 2, pp. 141–150, Apr. 2009.
[15] Murshed S. M. S., Leong K. C., Yang C., ‘‘Thermophysical and electrokinetic properties of nanofluids—A critical review,’’ Appl. Thermal Eng., vol. 28, nos. 17–18, pp. 2109–2125, Dec. 2008.
[16] Omarov R., Abdygaliyeva S., Omar D., Kunelbayev M., Integrated system for the use of solar energy in the animal farm. Scientia Iranica, Volume 24 Issue 6, Page 3213-3222,2017
[17] Amirgaliyev Y. N., Solar-Driven Resources of the Republic of Kazakhstan, News of the National Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan, Series of Geology and Technical Sciences, 3 (2018), 430, pp. 18-27
