آموزش شبیه سازی انتقال حرارت و جریان درون آب گرمکن خورشیدی سهموی

مقدمه ­ای بر کلکتورهای خورشیدی

سیستم ­های حرارتی برقی خورشیدی به سیستم­هایی می­گویند که از گردآورنده­ های حرارتی برای استفاده از منبع خورشیدی برای تولید برق از طریق یک سیکل ترمودینامیکی استفاده می­کنند. در نیروگاه­ های خورشیدی سهموی از یک متمرکزکننده­ ی خطی سهموی برای تولید حرارت و افزایش دمای سیال کاری استفاده می­ شود. در ساختمان این کلکتورها از یک صفحه­ ی سهموی دارای آینه استفاده شده است که وظیفه­ ی دریافت اشعه­ های خورشیدی و بازتاب آن را در یک خط مشخص بر عهده دارد؛ به طوری که از مجور مرکزی این صفحات سهموی، یک خط لوله­ی حامل جریان سیال کاری عبور می­کند که با دریافت مستقیم حرارت ناشی از تابش اشعه­ های خورشیدی و حرارت بازتاب یافته از صفحات سهموی، دمای آن به مقدار مورد نیاز برای استفاده در سیکل ترمودینامیکی می­رسد. شکل 1 نمایی از یک کلکتور خورشیدی موجود در صنعت و شماتیکی از ساختمان آن را نشان می­ دهد.

شکل 1 : شماتیکی از یک کلکتور خورشیدی سهموی

شرح مسأله

مسأله ­ی حاضر به بررسی انتقال حرارت درون یک لوله­ ی حامل جریان آب می­پردازد. در واقع در مدل حاضر، یک لوله­ ی دارای جریان آب وجود دارد که در معرض تابش انرژی خورشیدی قرار گرفته است. در پشت این لوله، یک صفحه­ی سهموی به عنوان صفحه­ی جاذب انرژی تابشی خورشید قرار دارد که وظیفه­ ی جذب انرژی گرمایی حاصل از تابش خورشید و سپس بازتاب آن را بر عهده دارد. در این مسأله، فقط لوله­ ی دارای جریان آب مدل شده است؛ بدین صورت که دیواره ­ی لوله ­ی آب به دو بخش دیواره­ ی بالا و پایین تقسیم شده است. بخش بالایی دیواره مستقیماً زیر تابش انرژی خورشیدی  قرار گرفته و گرما را به صورت شار حرارتی از پرتوهای خورشید دریافت می­کند؛ در حالی که بحش پایینی دیواره تحت تأثیر انرژی بازتابی از صفحات جاذب سهموی کلکتور قرار گرفته و انرژی را به صورت شار حرارتی ثابت دریافت می­کند. همچنین پوسته­ ی لوله­ ی حامل جریان آب از جنس آلومینیوم می­باشد.

برای شبیه ­سازی مسأله­ ی حاضر، چند فرض در نظر گرفته شده است:

• شبیه­ سازی مسأله از نظر زمانی به صورت پایا (steady) صورت گرفته است.
• برای شبیه­ سازی از حلگر pressure-based استفاده شده است.
• اثر گرانش زمین بر روی مدل نادیده گرفته شده است.

گام 1) ترسیم هندسه و شبکه ­بندی

مدل حاضر به صورت دو­بعدی و با استفاده از نرم­افزار design modeler طراحی شده است. هندسه­ ی مدل یک لوله می­باشد که به دلیل تقارن، به صورت نیمه استوانه ­ای ترسیم شده است. این لوله از دو لایه تشکیل شده است که لایه­ ی نازک بیرونی به عنوان پوسته­ ی جامد لوله و بخش داخلی آن به عنوان مجرای سیال حاضر عمل می­کند. شکل 2 نمایی از هندسه­ ی ترسیمی را نشان می­ دهد.

شکل 2 : نمایی از هندسه ترسیمی

شبکه ­بندی مدل با استفاده از نرم­افزار ansys meshing و به صورت سازمان یافته انجام گرفته است. در این شبکه­ بندی، تعداد سلول­ های تولیدی برابر 1475000 می­باشد. شکل 3 نمایی از شبکه ­بندی را نشان می­ دهد.

شکل 3 : نمایی از شبکه­ بندی

گام 2) مراحل شبیه­ سازی

خلاصه ­ای از مراحل تعریف مسأله و تعریف حل آن در جدول 1 آمده است :

گام 3) نتایج نهایی

پس از فرایند حل، کانتور­های دوبعدی و سه بعدی مربوط به فشار، سرعت، دما و همچنین خطوط جریان حاصل شده است. شکل­ های 4 الی 10 نتایج نهایی را نشان می­دهد.

خدمات شرکت پردازشگران مهر

برای مدلسازی و شبیه سازی جریان انتقال حرارت آب گرمکن خورشیدی سهموی، در نرم افزار انسیس فلوئنت (ANSYS Fluent) با ما تماس بگیرید. شرکت ما کارشناسان را در زمینه های مختلف مهندسی جمع آوری کرده است تا از کیفیت شبیه سازی CFD اطمینان حاصل شود. شرکت مهر اولین شرکتی است که شما می توانید با اطمینان خاطر سفارش پروژه CFD خود را آنلاین انجام دهید. یکی از اهداف ما این است که استفاده از روش های قدرتمند محاسباتی دینامیک سیالات را افزایش داده و مهندسان و کسانی که به دنبال دانش حرفه ای در CFD هستند را آموزش دهیم.

شبیه سازی های دینامیک سیالات محاسباتی با خدمات ما آسان خواهد شد. برای آموزش کاربرد های CFD و نرم افزارهای شبیه سازی با ما تماس بگیرید. پیشنهاد ما به شما خدمات زیر است. آموزش فلوئنت ,آموزش دینامیک سیالات محاسباتی ,انجام پروژه فلوئنت,مشاوره CFD ,شبیه سازی با فلوئنت,انجام شبیه سازی با فلوئنت,مشاوره پایان نامه فلوئنت,آموزش پایان نامه فلوئنت. مهندسان با تجربه ما مشاوره پیشرفته و پشتیبانی فنی مناسب را برای پروژهای دانشگاهی و صنعتی در اختیار شما قرار خواهند داد. شرکت پردازشگران مهر دارای سال ها تجربه در مدیریت و انجام پروژه های CFD است. ما آماده ایم که بهترین خدمات شبیه سازی را در فیلدهای مختلف مهندسی به شما ارائه دهیم.