کلکتور خورشیدی PCM، شبیه سازی با انسیس فلوئنت

۱,۴۴۰,۰۰۰ تومان تخفیف دانشجویی

  • در این پروژه به شبیه سازی کلکتور خورشیدی PCM با استفاده از نرم افزار انسیس فلوئنت (ANSYS Fluent) پرداخته ایم.
  • هندسه سه بعدی این پروژه را با نرم افزار ANSYS Design Modeler ترسیم کرده ایم.
  • مش بندی این پروژه را با نرم افزار ANSYS Meshing انجام داده ایم و تعداد سلول های محاسباتی 969866 سلول می باشد.
  • این شبیه سازی به صورت گذرا (وابسته به زمان، ناپایا، Transient) انجام شده است.
  • از مدل ذوب و انجماد (Solidification and Melting) برای تعریف ماده تغییر فاز دهنده (PCM) استفاده کرده ایم.
  • از مدل تابش DO برای تعریف انتقال حرارت تشعشعی استفاده کرده ایم.


بر روی افزودن به سبد خرید کلید کرده و فایل های هندسه، مش و فیلم آموزشی جامع را دریافت کنید.

برای سفارش پروژه خود و یا بهره مندی از مشاوره رایگان، با کارشناسان ما از طریق ایمیل ([email protected])، پشتیبانی آنلاین و یا واتس اپ (09126238673) در ارتباط باشید.

برای کنترل کیفیت خدمات ما میتوانید از محصولات رایگان استفاده کنید.

اگر به ویدیو آموزشی هندسه و مش یک محصول نیاز دارید، میتوانید این گزینه را انتخاب کنید.

در صورتی که نیاز به مشاوره تخصصی از طریق فیلم آموزشی دارید، این گزینه پشتیبانی فنی 1 ساعته در اختیار شما قرار می دهد.

توضیحات

شرح پروژه کلکتور خورشیدی PCM

در این پروژه به شبیه سازی کلکتور خورشیدی PCM با استفاده از نرم افزار انسیس فلوئنت (ANSYS Fluent) پرداخته ایم.

 مدل فعلی شامل یک لوله U شکل است که جریان آب را حمل می کند. در اطراف این لوله U شکل، یک فضای استوانه ای استفاده شده است که از مواد تغییر فاز (PCM) تشکیل شده است. در اطراف این فضا برای مواد تغییر فاز، سه لایه به صورت استوانه ای قرار گرفته است. لایه اول آن یک بدنه جامد است که از آلومینیوم ساخته شده است و به عنوان یک لایه جاذب گرما ناشی از تابش خورشید تعریف می شود. در لایه بعدی یک لایه شکاف هوا و سپس یک لایه شیشه وجود دارد. مکانیسم عملکردی این سیستم این است که گرمای ناشی از نور خورشید از لایه شیشه عبور کرده و لایه هوا را گرم می کند. این گرما به لایه جاذب منتقل می شود تا گرما را در این لایه جذب کند.

این گرما با مواد تغییر فاز به فضا منتقل می شود تا باعث تغییر فاز در این مواد شود. در طول روز که هوا گرم است و نور خورشید وجود دارد، این مواد گرمای خورشید را از طریق لایه جاذب دریافت می کنند و بخشی از این گرما صرف تغییر فاز یا همان فرآیند ذوب در این مواد می شود. سپس، در هوای سرد (شب)، این PCM ها گرمای نهان ذخیره شده در محیط را با تغییر فاز، یعنی فرآیند انجماد (انجماد) به محیط اطراف باز می گرداند، بنابراین جریان آب داخل لوله U شکل را در سرما گرم می کند.
مدل حاضر با استفاده از نرم افزار ANSYS Design Modeler به صورت دو بعدی طراحی شده است. لوله U شکل دو لوله موازی است که جریان آب را حمل می کنند. یک لایه استوانه ای با مواد تغییر فاز در اطراف این لوله قرار دارد. یک لایه لوله جاذب آلومینیومی در یک استوانه ناقص در اطراف این سیال قرار دارد. لایه ای از فضای هوا به شکل یک استوانه ناقص در اطراف این لوله آلومینیومی قرار دارد. در نهایت، یک لایه شیشه در یک استوانه ناقص در اطراف این فضای هوایی وجود دارد.
مش بندی مدل با استفاده از نرم افزار ANSYS Meshing انجام شده است و نوع مش ساختار یافته است. تعداد سلول های محاسباتی 969866 است.

روش های استفاده شده

در این شبیه سازی از مدل انجماد و ذوب (Solidification and Melting) برای تعریف ماده تغییر فازدهنده استفاده شده است. ماده PCM دارای چگالی برابر با 910 kg.m-3، ظرفیت گرمایی ویژه برابر 2100 j/kgK، هدایت حرارتی برابر با 0.5 W/mK و ویسکوزیته برابر با 0.0273 kg.m-1 .s-1 تعریف شده است. . همچنین حداکثر دما در دمای فاز جامد (دمای جامد) 302 کلوین و حداقل دمایی که در آن فاز مایع غالب است (دمای مایع) 310 کلوین است. گرمای نهان ذوب گرمای ذوب حلال خالص 178000 j/kg تعریف می شود.

مدل تابش DO برای تعریف انتقال حرارت تابشی و تابش خورشیدی استفاده شده است.

مدل جریان آرام و معادله انرژی برای حل معادلات سیال و محاسبه تغییر دما در دامنه فعال هستند.
شبیه سازی به صورت انجام شده است.

نتایج شبیه سازی کلکتور خورشیدی PCM

در پایان فرآیند حل، کانتورهای سه بعدی و دو بعدی مربوط به فشار، سرعت، دما و کسر جرمی مایع تولید شده از ماده تغییر فاز بدست می آید. تصاویر نشان می دهد که محیط PCM داخل استوانه مرکزی تغییر فاز داده و در نتیجه مایع در آن ناحیه تولید شده است. همچنین از تصاویر مشخص است که با مقایسه دمای ورودی و خروجی لوله U شکل، گرما به آن منتقل می شود.

نقد و بررسی‌ها

هنوز بررسی‌ای ثبت نشده است.

Leave a customer review

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

Back To Top
جستجو
Whatsapp تماس با واتس آپ