دفاعیه کارشناسی ارشد (مکانیک) شبیه‌سازی ترموهیدرولیکی و بهینه‌سازی کلکتورهای فوتوولتائیک-گرمایی با زبری مصنوعی
| تاریخ ارسال: ۱۴۰۰/۱۱/۲۰ |
دانشجو: آقای محسن هرمزی
استاد راهنما: دکتر مریم کرمی
زمان: چهارشنبه ۲۰ بهمن ماه ۱۴۰۰ ساعت: ۱۴:۰۰
لینک ورود به جلسه
استاد راهنما: دکتر مریم کرمی
زمان: چهارشنبه ۲۰ بهمن ماه ۱۴۰۰ ساعت: ۱۴:۰۰
لینک ورود به جلسه
چکیده:
سیستم ترکیبی فوتوولتائیک-گرمایی، راه حلی جهت استفاده از انرژی خورشیدی جهت تولید همزمان توان الکتریکی و گرمایی است. در مطالعه حاضر، به منظور بهبود عملکرد سیستم ترکیبی، از زبری مصنوعی منحنی شکل در کانال جریان کلکتور استفاده و شبیه‌سازی ترموهیدرولیکی و بهینه‌سازی سیستم انجام شده است. بدین منظور، تأثیر پارامترهای زبری مصنوعی، نوع سیال عامل و عدد رینولدز بر عملکرد ترموهیدرولیکی و ترموالکتریکی سیستم مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصل از شبیه‌سازی عددی سه‌بعدی نشان می‌دهد، افزودن زبری مصنوعی در جریان آرام و آشفته به ترتیب موجب تضعیف و تقویت عملکرد ترموهیدرولیکی سیستم می‌شود، به طوری که حداکثر بهبود عملکرد، در گذر از جریان آرام به آشفته حاصل می‌شود. حداکثر عملکرد ترموهیدرولیکی مربوط به هندسه با زاویه زبری a=۳۰ و نسبت‌های e/D= ۰/۰۴ و P/e=۱۶ است. به علاوه، تغییر سیال عامل از آب به نانوسیال و همچنین افزایش نرخ جریان موجب افزایش بازده کلی سیستم می‌شود. درصورت استفاده از سیال عامل آب، نانوسیال Ag-MgO/water و نانوسیال CNT/water در جریان با عدد رینولدز ۱۰، بازده کلی سیستم به ترتیب، ٪۶۴/۷۴، ٪۶۴/۷۳ و ٪۷۴/۶۹ است. با توجه به نتایج بهینه‌سازی چند هدفه با توابع هدف حداکثرسازی عملکرد ترموهیدرولیکی، بازده الکتریکی و بازده گرمایی بر مبنای الگوریتم ژنتیک، بهترین نتایج در رینولدز بهینه از جریان نانوسیال CNT/water ۳۵۳۷ و مقادیر هدف مذکور به ترتیب، ۱/۲۰۳، ٪۹/۶۸ و ٪۷۵/۷۹ حاصل شده است. همچنین، رینولدز بهینه سیستم ترکیبی با سیال عامل آب و نانوسیال Ag-MgO/water به ترتیب، ۴۰۴۶ و ۳۹۴۶ است.
سیستم ترکیبی فوتوولتائیک-گرمایی، راه حلی جهت استفاده از انرژی خورشیدی جهت تولید همزمان توان الکتریکی و گرمایی است. در مطالعه حاضر، به منظور بهبود عملکرد سیستم ترکیبی، از زبری مصنوعی منحنی شکل در کانال جریان کلکتور استفاده و شبیه‌سازی ترموهیدرولیکی و بهینه‌سازی سیستم انجام شده است. بدین منظور، تأثیر پارامترهای زبری مصنوعی، نوع سیال عامل و عدد رینولدز بر عملکرد ترموهیدرولیکی و ترموالکتریکی سیستم مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصل از شبیه‌سازی عددی سه‌بعدی نشان می‌دهد، افزودن زبری مصنوعی در جریان آرام و آشفته به ترتیب موجب تضعیف و تقویت عملکرد ترموهیدرولیکی سیستم می‌شود، به طوری که حداکثر بهبود عملکرد، در گذر از جریان آرام به آشفته حاصل می‌شود. حداکثر عملکرد ترموهیدرولیکی مربوط به هندسه با زاویه زبری a=۳۰ و نسبت‌های e/D= ۰/۰۴ و P/e=۱۶ است. به علاوه، تغییر سیال عامل از آب به نانوسیال و همچنین افزایش نرخ جریان موجب افزایش بازده کلی سیستم می‌شود. درصورت استفاده از سیال عامل آب، نانوسیال Ag-MgO/water و نانوسیال CNT/water در جریان با عدد رینولدز ۱۰، بازده کلی سیستم به ترتیب، ٪۶۴/۷۴، ٪۶۴/۷۳ و ٪۷۴/۶۹ است. با توجه به نتایج بهینه‌سازی چند هدفه با توابع هدف حداکثرسازی عملکرد ترموهیدرولیکی، بازده الکتریکی و بازده گرمایی بر مبنای الگوریتم ژنتیک، بهترین نتایج در رینولدز بهینه از جریان نانوسیال CNT/water ۳۵۳۷ و مقادیر هدف مذکور به ترتیب، ۱/۲۰۳، ٪۹/۶۸ و ٪۷۵/۷۹ حاصل شده است. همچنین، رینولدز بهینه سیستم ترکیبی با سیال عامل آب و نانوسیال Ag-MgO/water به ترتیب، ۴۰۴۶ و ۳۹۴۶ است.
دفعات مشاهده: ۸۵۹ بار |
دفعات چاپ: ۲۱۴ بار |
دفعات ارسال به دیگران: ۰ بار |
۰ نظر
