آموزش شبیه سازی مبدل حرارتی خورشیدی

آموزش شبیه سازی مبدل حرارتی خورشیدی


750,000 تومان

( آخرین بروزرسانی : 14 شهریور, 1401 )

بررسی اجمالی محصول

با خرید این محصول، ویدئوی آموزش شبیه سازی مبدل حرارتی خورشیدی با نرم افزار ansys fluent به همراه فایل شبکه بندی آن (msh.) را دریافت خواهید کرد.

نقد و بررسی : آموزش شبیه سازی مبدل حرارتی خورشیدی

شرح مسأله

مسأله حاضر به شبیه سازی یک مبدل حرارتی خورشیدی با استفاده از نرم افزار ansys fluent پرداخته است. این سیستم از دو بخش تشکیل شده است؛ به طوری که جریان آب در بخش مرکزی مبدل حرکت دارد و جریان هوا در گَپ تعبیه شده در صفحه جلوی مبدل قرار دارد. جریان آب با سرعت برابر با 4 m.s-1 و دمای برابر با 30 °C وارد مبدل حرارتی شده و در فشار اتمسفر از مبدل خارج می شود. دیواره جاذب مبدل حرارتی تحت تأثیر تابش خورشید قرار می گیرد و گرما را از طریق انتقال حرارت تابشی جذب می کند. این بدین معناست که گپ هوایی قرار گرفته جلوی صفحه جاذب با دریافت حرارت خورشید دچار افزایش دما می شود. این افزایش دمای هوا موجب انتقال حرارت به صفحه جاذب می شود و به دنبال آن، حرارت از صفحه جاذب به جریان آب موجود درون مبدل منتقل می شود. بنابراین، جریان آب درون سیستم با دریافت حرارت از صفحه جاذب دچار افزایش دما می شود. همچنین برای تقویت انتقال حرارت، چند ردیف دیواره داخلی به صورت مانع درون مبدل طراحی شده است تا مسیر جریان آب را طولانی تر نماید و فرصت تماس با صفحه جاذب را بالاتر ببرد. برای تعریف انتقال حرارت تابشی، از مدل radiation استفاده شده است و مدل تابشی تعریف شده نیز از نوع discrete ordinates می باشد. همچنین برای اعمال بار خورشیدی بر روی مبدل، از مدل solar ray tracing استفاده شده است. مقدار تشعشع خورشیدی مستقیم برابر با 1150 W.m-2 و مقدار تشعشع خورشیدی دیفیوزی برابر با 80 W.m-2 تعریف شده است و جهت مسیر تابش پرتوهای خورشید به صورت عمود بر صفحه جاذب تعریف شده است.

 

گام اول) ترسیم هندسه و شبکه ­بندی

مدل حاضر به صورت سه بعدی و با استفاده از نرم ­افزار design modeler طراحی شده است. مدل مربوط به یک مبدل حرارتی می باشد که از یک بخش مرکزی مخصوص حرکت جریان آب و از یک فضای مخصوص هوا تشکیل شده است. ورودی و خروجی جریان آب بر روی دیواره جانبی مبدل قرار گرفته است و چند ردیف مانع درون فضای جریان آب قرار دارد که این موانع مخصوص هدایت جریان آب طراحی شده است.

 

 

شبکه ­بندی مدل حاضر با استفاده از نرم ­افزار ansys meshing انجام گرفته است. شبکه ­بندی به صورت سازمان یافته انجام گرفته و تعداد سلول­ های تولیدی معادل با 304200 می باشد.

 

 

گام دوم) مراحل شبیه ­سازی

برای شبیه ­سازی مدل حاضر، چند فرض در نظر گرفته شده است که عبارتند از:

  • شبیه­ سازی براساس دیدگاه مبتنی بر فشار (pressure-based) صورت گرفته است.
  • شبیه ­سازی در هر دو حالت سیالاتی و انتقال حرارتی انجام گرفته است.
  • شبیه ­سازی حاضر از نظر زمانی به صورت پایا (steady) می باشد؛ یعنی ترم زمان در حل مسأله لحاظ نشده است.
  • اثر گرانش (gravity) بر روی مدل نادیده گرفته شده است.

 

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

 

 

گام سوم) نتایج نهایی

پس از پایان فرایند حل، کانتورهای دو بعدی و سه بعدی مربوط به فشار، سرعت و دما به دست آمده اند. نتایج نشان می دهد که دمای جریان آب از مقطع ورودی به سمت مقطع خروجی افزایش می یابد. این تغییرات دمایی نشان می دهد که انتقال حرارت تابشی و اثر بار پرتوهای خورشیدی به طور کامل بر روی صفحه جاذب مبدل حرارتی و به دنبال آن، بر روی جریان آب اعمال شده است.

 

 

دیدگاه

دیدگاهی ثبت نشده.

اولین نفری باشید که نظر می دهید برای “آموزش شبیه سازی مبدل حرارتی خورشیدی”