تحسين انتقال الحرارة في المجمعات الشمسية الاسطوانية المكافئة

Abstract

يتناول هذا العمل دراسة عددية للجريان وانتقال الحرارة داخل أنبوب أسطواني يُمثل عنصر الامتصاص في مجمع شمسي ذو قطع مكافئ أسطواني. الهدف الأساسي هو تحسين أداء التبادل الحراري بين الجدار الداخلي للأنبوب الماص والمائع الناقل للحرارة لتحقيق ذلك، تم اعتماد تقنية سلبية من خلال تثبيت زعانف طولية على الجدار الداخلي للأنبوب، مقتصرة على المنطقة المعرضة للإشعاع الشمسي المركز

تم إجراء دراسة بارامترية لتحديد الأبعاد المثلى للزعانف وعددها. وقد أظهرت النتائج أن زيادة ارتفاع الزعانف تؤدي إلى خفض درجة حرارة الجدار القصوى بنسبة 4.7 ، وزيادة عدد نوسلت بمقدار 2.5 مرة، وتحسين الكفاءة الحرارية بنسبة %24.76 ، رغم تضاعف معامل الاحتكاك. تم تحديد الارتفاع الأمثل للزعانف بـ 15مم. كما ارتفعت الكفاءة الحرارية بنسبة 34.54 ، وزاد معامل الأداء الحراري بنسبة %60 عند هذا الارتفاع. وقد حددت السماكة المثلى للزعانف بـ mm 6 ، في حين أن العدد الأمثل للزعانف هو 6. بشكل عام، يؤدي استخدام الزعانف بأبعاد مثلى إلى تحسين انتقال الحرارة بين المائع الحراري وجدار الأنبوب بمقدار 1.8 مرة، أي بنسبة 80% مقارنة بالأنبوب الأملس