مطالعه تجربی عملکرد کلکتورهای خورشیدی جذب مستقیم با نانوسیالات نیوتنی و غیرنیوتنی
عنوان اصلي به زبان ديگر
An experimental study on the performance of direct absorption solar collectors with Newtonian and non-Newtonian nanofluids
نام نخستين پديدآور
/وحید صادقی
وضعیت نشر و پخش و غیره
نام ناشر، پخش کننده و غيره
: مکانیک
تاریخ نشرو بخش و غیره
، ۱۳۹۹
نام توليد کننده
، میرزائی
مشخصات ظاهری
نام خاص و کميت اثر
۱۷۳ص
یادداشتهای مربوط به نشر، بخش و غیره
متن يادداشت
چاپی - الکترونیکی
یادداشتهای مربوط به پایان نامه ها
جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن
دکتری
نظم درجات
تبدیل انرژی
زمان اعطا مدرک
۱۳۹۹/۰۶/۰۴
کسي که مدرک را اعطا کرده
تبریز
یادداشتهای مربوط به خلاصه یا چکیده
متن يادداشت
در راستای بهبود عملکرد کلکتورهای خورشیدی تغییر مکانیزم جذب فوتو-حرارتی از حالت سطح مبنا به حجم مبنا یا مستقیم با بهره گیری از نانوسیالات با خواص مطلوب نوری در سال های اخیر کانون توجه پژوهشگران در ادبیات فن بوده است .لذا در این رساله، مطالعه رفتار رئولوژیکی و انتقال حرارت جریان نانوسیالات حاوی نانوذرات اکسید گرافن، با سیال پایه نیوتنی آب دی یونیزه و سیال پایه غیرنیوتنی شامل محلول آبی کربوکسی متیل سلولز سدیم با درصد وزنی wt ۴/۰تهیه و در مدل کلکتور خورشیدی جذب مستقیم سیکل بسته طراحی و ساخت گردیده به صورت تجربی مورد آزمایش قرار گرفت .پارامترهای مورد بررسی تحقیق در ارزیابی عملکرد مدل کلکتور شامل تاثیر ماهیت نانوسیال از لحاظ نیوتنی و غیرنیوتنی بودن، درصد وزنی(wt ۰۱/۰ ،wt ۰۳/۰)، دبی حجمی جریان(ml/min ۲۰ ، ml/min ۴۰وml/min۶۰) ، ارتفاع منبع تابشی(cm۱۵، cm ۲۰و cm ۲۵)و شارتابشی فرودیW/m۲۶۶۴) - (W/m۲۱۹۳۸ می باشد .همچنین جهت تحلیل نتایج عملکرد فوتو-حرارتی مدل کلکتور جذب مستقیم، تاثیر رفتار سیال غیر نیوتنی نسبت به سیال نیوتنی اکسید گرافن و یکی از نانوسیالات اکسید فلزی متداول، اکسید آلومینیوم تحت تاثیر پارامترهای تست مقایسه و مورد ارزیابی واقع شده است .از دیدگاه رئولوژیکی تغییرات تنش برشی و ویسکوزیته در مقابل نرخ برش و دما برای نمونه نانوسیالات توسط دستگاه رئومتر اندازه گیری شده است .برای اندازه گیری خواص ترموفیزیکی و نوری از دستگاه گرماسنج روبشی تفاضلی و اسپکتوفتومتر استفاده شده است .نتایج بیانگر بهبود راندمان کلکتور با افزایش درصد وزنی در هر دو حالت نانوسیال نیوتنی و غیرنیوتنی می باشد .همچنین با تغییر سیال پایه از حالت نیوتنی به غیرنیوتنی شاهد کاهش راندمان کلکتور می باشیم که روند افت با افزایش درصد وزنی بیشتر می گردد .در این تحقیق عملکرد تبدیل فوتو-حرارتی کلکتور جذب مستقیم برای نمونه نانوسیالات تهیه گردیده از لحاظ سه شاخص راندمان لحظه ای کلکتور، نرخ افزایش اختلاف دما و قابلیت جذب تشعشعی در شرایط مختلف بررسی و مقایسه شده است که نمونه نانوسیال اکسید گرافنS۳ در دبی حجمی ml/min ۴۰ و ارتفاع تابشی cm۱۵ مناسبترین گزینه برای مدل کلکتور جذب مستقیم خورشیدی به دلیل راندمان بهینه و مطلوبترین مقدار شاخص نرخ افزایش اختلاف دما نتیجه شده است
متن يادداشت
In order to improve the performance of solar collectors, changing the mechanism of photo-thermal absorption from the surface-base mode to the volumetric or direct absorption using nanofluids with optimal optical properties in recent years has been the focus of researchers in the literature. Therefore, in this thesis, the study of rheological behavior and heat transfer of nanofluid containing GO nanoparticles, with Newtonian base fluid of deionized water and non-Newtonian base fluid including Na-CMC aqueous solution with 0.4 weight percentage was prepared and in designing direct absorption solar collector model was experimentally tested.The nature of the fluid in terms of Newtonian and non-Newtonian, flow rate (20,40,60ml/min), weight percentage (0.01 ,0.03 ) along with incident radiation (664-1938W/m2) and radiation height (15cm, 20cm and 25cm) have been selected as test parameters for estimating the performance of the collector model. Also, to analyze the results of photo-thermal performance of direct absorption collector model, the effect of non-Newtonian fluid behavior compared to Newtonian GO fluid and one of the common metal oxide nanofluids, aluminum oxide has been evaluated under the influence of test parameters. From a rheological standpoint, the changes in shear stress and viscosity versus shear rate and temperature for nanofluid samples have been measured by a rheometer. DSC and spectrometer devices were used to measure the thermophysical and optical properties. The results show an improvement in collector efficiency with increasing weight percentage in both Newtonian and non-Newtonian nanofluids modes. Furthermore, by changing the base fluid from Newtonian to non-Newtonian state, we see a decrease in collector efficiency, The decreasing trend increases with increasing weight percentage. In this study, photo-thermal conversion performance of direct adsorption collector for nanofluids samples has been prepared in terms of three indicators of instantaneous efficiency of collector, rise rate of temperature difference and radiation absorption capability in different conditions have been studied and compared. As a result, graphene oxide nanofluid sample (S3) in the volumetric flow rate of 40 ml / min and radiation height of 15 cm was found appropriate for the designed DASC model due to its optimum efficiency and the most desirable temperature difference rise rate
عنوان اصلی به زبان دیگر
عنوان اصلي به زبان ديگر
An experimental study on the performance of direct absorption solar collectors with Newtonian and non-Newtonian nanofluids
نام شخص به منزله سر شناسه - (مسئولیت معنوی درجه اول )