Bu çalışmada, 36 m2 alana sahip iki eksenli bir parabolik çanak güneş kolektörü tasarlanmış, CFD yöntemleri ile analiz edilmiş, yerel bir atölyede üretilmiş ve sahada deneysel olarak test edilmiştir. Solar-kavite ısı alıcısı, bir tarafı açık silindir bir kap olup, iç çapı 624mm ve derinliği 665 milimetredir. Silindirik yükseklik boyunca spiral bobinaj ve tabanında aynı borudan helisel bobinaj bulunur. Mükemmel ayna yüzey yaklaşımıyla yapılan optik analiz sonucunda yoğunlaştırılmış günışığının odak noktasındaki çapının 200mm olduğu hesaplanmış, ancak bu çap değeri gerçek yüzeydeki kusurlar ve aynaların yönelimlerindeki küçük sapmalar sebebiyle spiral borunun dış çapına eşit alınmıştır. Sınır koşullarının hacimsel debi, suyun giriş sıcaklığı ve hat basıncına ait gerçek verilerle oluşturulduğu CFD modeli ile gerçekleştirilen analiz gerçek sistemin ölçüm verilerine yakınlık göstermiş olup, proses ısı ışınımının hesaplamalara dahil edilmesiyle analizlerin daha iyileştirilebileceğine işaret etmektedir. Sistemin yaklaşık 30 dakikalık bir süreçte gündüz saatlerinde kalıcı durum karakteristiği göstermesine dayanılarak, bir dizi ölçümler gerçekleştirilmiştir. Elde edilen analitik, nümerik ve deneysel veriler karşılaştırılmıştır. Analitik çıkış sıcaklığının deneysel sıcaklıktan 1.07% yüksek olduğu, hesaplamalı yöntem ile bulunan sıcaklığın deneysel sıcaklıktan 0.15% yüksek olduğu tespit edilmiştir.
Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği Zenit ve Azimut Açıları Kolektör Güneş Enerjisi Boru Bobinaj
In this study, a solar cavity heat receiver for a 36 m² two-axis parabolic dish collector has been designed, analyzed by employing computational fluid dynamics (CFD), manufactured in a local workshop, and then tested experimentally on site. The receiver is an open type with a diameter of 624mm and a depth of 665mm and has a steel pipe spiral tubing with a helical tubing at the bottom. The diameter of the concentrated sunlight at the focal point was found to be 200 mm as a result of optical analysis with perfect mirror surface approach. The CFD model of the receiver, assuming the actual boundary conditions such as volumetric flow rate, input temperature of circulating water and line pressure showed that analyses approached the actual process, and also the process indicated that the analyses can be improved by taking into account the thermal radiation. Since for a period of approximately 30 minutes the system showed a steady-state characteristic during the daytime, a set of experimental measurements were carried out. It was found that the analytical outlet temperature was 1.07% higher than the experimentally measured outlet temperature, and the numerical temperature was 0.15% higher than the experimental result.
Computational fluid dynamics Zenith and Azimuth angles Receiver Concentrating solar power Pipe Coiling
Primary Language | English |
---|---|
Subjects | Engineering |
Journal Section | Makaleler |
Authors | |
Publication Date | September 30, 2021 |
Submission Date | April 16, 2021 |
Acceptance Date | July 27, 2021 |
Published in Issue | Year 2021 Volume: 8 Issue: 3 |