research centers


Search results: Found 7

Listing 1 - 7 of 7
Sort by

Article
Performance Study of Solar Air Heater with Thermally Conducted Multi V Shaped Baffles and Ribs

Authors: Jalal M. Jalil --- Ghaydaa K. Salih --- Yosif A. Madhi
Journal: Engineering and Technology Journal مجلة الهندسة والتكنولوجيا ISSN: 16816900 24120758 Year: 2018 Volume: 36 Issue: 8 Part (A) Engineering Pages: 930-938
Publisher: University of Technology الجامعة التكنولوجية

Loading...
Loading...
Abstract

In this study, solar air heater with thermally conducted multi V shaped baffles and with same baffles and ribs are investigated experimentally and numerically to improve the performance of conventional air heaters. Numerically, steady state 3D forced convection turbulent model is used to solve Navier Stokes and energy equations of airflow inside rectangular duct of solar air heater. The code was validated by comparing the numerical result with experimental results and the agreement seems acceptable. The numerical studies were extended to study the cases of flat plate and straight baffles solar air heater. From experimental and numerical studies, it was found that the collector with V shaped baffles and ribs has the highest efficiency. The results showed that the V shaped baffles and ribs solar air heater is 14% more efficient compared to flat plate collectors.


Article
Outdoor Testing of a Zig-Zag SolarAir heater with and without Artificial Roughness on Absorber Plate
الأختبار عند الظروف الخارجية لمنظومة سخان الهواء الشمسي ذات المجرى الهوائي المتعرج مع وبدون خشونة صناعية على السطح الأمتصاصي للسخان

Authors: Mahmoud Maustafa Mahdi محمود مصطفى مهدي --- Ameer Abed Gaddoa امير عبد جدوع
Journal: Journal of Engineering مجلة الهندسة ISSN: 17264073 25203339 Year: 2019 Volume: 25 Issue: 4 Pages: 1-17
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Loading...
Loading...
Abstract

In this paper, thermal performance of a zig-zig solar air heater (ZZSAH) with and without using steel wire mesh on the absorber plate of the collector is experimentally investigated. The experimental work includes four inclination angles of the collector 20o, 30o, 45o, and 60o and four air mass flow rates of 0.03, 0.04, 0.06, and 0.08 kg/s under varieties of operating conditions of a geographic location of Baghdad. New correlation equations of Nusselt number are obtained from experimental results for both types of collectors where the effect of varying of the inclination angle of collector taken into consideration in the experiment. The correlations show good agreement with the present experimental data. In addition, the effects of mass flow rate and temperature rise across the efficiency of collector air heater are investigated. The results reveal that the efficiency of (ZZSAH) at 45o inclination angle reaches the highest values among other degrees of inclination angles for both types of collectors under study. The results also show that the addition of wire mesh magnifies the effect of inclination angle.

نفذت دراسة عملية لتحليل الأداء الحراري لمنظومة سخان الهواء الشمسي ذات المجرى الهوائي المتعرج مع وبدون استخدام خشونة صناعية بأضافة قماش معدني فولاذي على لوح سطح الامتصاص لمجمع شمسي.شملت الدراسة العملية اربع زوايا ميل للمجمع الشمسي وهي 20, 30 ,45 و 60 درجة, ومعدلات تدفق الهواء وهي 0.03 , 0.04 , 0.06 و 0.08 كيلوغرام/ ثانية وذلك تحت ظروف تشغيلية مختلفة عند الموقع الجغرافي لمدينة بغداد.استحدثت معادلات تجريبية ,لعدد نسلت, ربطت بين الظروف التشغيلية والتصميمية وذلك لنوعين من المجمعات مع وبدون استخدام قماش معدني وادخل في المعادلات التجريبية تأثير زاوية ميل المجمع الشمسي. واظهرت هذه المعادلات التجريبية اتفاقا جيدا مع البينات والنتائج التجريبية.وبالإضافة الى ماتقدم تم التحقق من تأثير كل من معدل التدفق الكتلي للهواء وارتفاع درجة حرارة الهواء غير المجمع على كفاءة المجمع ومتوسط معامل انتقال الحرارة للمجمع.كشفت النتائج على ان كفاءة المجمع الهواء الشمسي يكون له اعلى قيمة عند زاوية ميل 45 درجة وذلك لكلا النوعين مع وبدون قماش معدني.واظهرت النتائج أيضا ان أضافه القماش المعدني الخشن على السطح الامتصاصي للمجمع يعمل على تضخيم تأثير زاوية ميل المجمع الهوائي الشمسي.


Article
INVESTIGATION OF THE EFFECT OF DUCT HEIGHT ON THE PERFORMANCE OF SOLAR AIR HEATER WITH BAFFLES

Authors: Jalal Mohammed Jalil --- Ghaidaa Kaain Salih --- Yousif Ali Madhi
Journal: Journal of Engineering and Sustainable Development مجلة الهندسة والتنمية المستدامة ISSN: 25200917 Year: 2018 Volume: 22 Issue: 2 (Part-2) Pages: 111-122
Publisher: Al-Mustansyriah University الجامعة المستنصرية

Loading...
Loading...
Abstract

In this study, solar air heater with straight shaped baffles is investigated numerically and experimentally to improve the thermohydraulic performance by changing the height of the duct to find the optimum value. Numerically, steady state 3D forced convection turbulent model is used to solve Navier Stokes and energy equations of airflow inside rectangular duct of solar air heater. The results showed that, the 3.75 cm duct height with air mass flow rate of 0.05 kg/s yields the highest effective efficiency. In addition, the results showed that the 2.5 cm duct height gives the highest effective efficiency for mass flow rate up to 0.0375 kg/s and it decreases as mass flow rate increases due to excessive differential pressure developed across the duct.


Article
Computational Fluid Dynamics (CFD) Modeling Study of Thermal Performance for Multipurpose Solar Heating System
دراسة نمذجة ديناميات الموائع الحسابية (CFD) للأداء الحراري لمنظومات التسخين الشمسي متعددة الاغراض

Author: Audai Hussein Al-Abbas عدي حسين كاظم العباس
Journal: AL-NAHRAIN JOURNAL FOR ENGINEERING SCIENCES مجلة النهرين للعلوم الهندسية ISSN: 25219154 / eISSN 25219162 Year: 2017 Volume: 20 Issue: 1 Pages: 222-234
Publisher: Al-Nahrain University جامعة النهرين

Loading...
Loading...
Abstract

The 3-D numerical simulations of the thermal collectors in solar heating systems were conducted to simulate the conventional solar heating system, multipurpose solar water heater (MPSWH), and multipurpose solar air heater (MPSAH). The commercial computational fluid dynamics (CFD), AVL Fire ver. 2009.2 was used to solve and investigate the temperature distributions in the absorber plate and riser tube of both solar water and air heater during summer and winter seasons. The RNG k - turbulence model was employed for this CFD study. The present paper was to provide a good understanding of thermal performance for the solar collector at different operating conditions. The experimental setup and physical data of Venkatesh, R. and Christraj, W. [15] were employed as geometric parameters and initial boundary conditions to model and to validate the predicted numerical values. Comparing to the values of temperatures for the conventional SWH and SAH, the predicted results of the MPSWH and the MPSAH showed a good improvement on the thermal performance. These enhancements on the temperature may have been due to the new design adopted in the multipurpose solar heating systems by using riser tubes and headers to the original design of the thermal systems. Additionally, the thermal performance of solar collectors increases with increasing the mass flow rates and thermal conductivity of absorber plate. For validation aspect, the predicted results of all cases examined showed a good agreement against the measured results in terms of temperature distribution levels and thermal efficiencies.

ان المحاكاة العددية ثلاثية الابعاد للجامع الحراري في انظمة التسخين الشمسي قد نفذت لمحاكاة انظمة التسخين الشمسي التقليدي و انظمة التسخين الشمسي المائي متعدد الاغراض (MPSWH) و انظمة التسخين الشمسي الهوائي متعدد الاغراض (MPSAH).ان برنامج ديناميك الموائع الحسابية التجاري (CFD) AVL Fire ver. 2009.2 قد استخدم لحل وتفحص توزيعات درجات الحرارة في لوحة امتصاص وأنبوب الناهض في كل من MPSWH وMPSAH خلال فصل الصيف والشتاء. ان موديل الجريان الاضطرابي k - RNG قد وظف في هذه الدراسة العددية. ان الغاية من البحث الحالي هي للتزود بمعلومات جيدة لزيادة الاداء الحراري لمنظومات التسخين الشمسي في مختلف شروط العمل. قد تم استخدام البيانات العملية من المصدر ]15[ كمدخلات للبرنامج الحسابي. مقارنتا الى القيم العليا لدرجات الحرارة في منظومات التسخين المائي والهوائي التقليدية (SWH و SAH) , كانت النتائج العددية ل MPSWH و MPSAH افضل على الاداء الحاري للمنظومة. هذه التحسينات على قيم درجات الحرارة حدثت بسبب التصميم الجديد المعتمد في أنظمة التدفئة الشمسية متعددة الأغراض باستخدام أنابيب الناهض والرؤوس إلى التصميم الأصلي للأنظمة الحرارية. بالإضافة إلى ذلك، فإن الأداء الحراري لجامع الطاقة الشمسية يزداد مع زيادة معدلات التدفق والتوصيل الحراري من لوحة الامتصاص. لغرض التحقيق من النتائج العددية, أظهرت النتائج المتوقعة لجميع الحالات التي تم فحصها اتفاق جيد ضد النتائج العملية من حيث مستويات توزيع درجة الحرارة والكفاءة الحرارية.


Article
APPLICABLITY OF USING THERMAL STORAGE MATERIALS IN SOLAR AIR HEATER
امكانية استخدام المواد الخازنة للحرارة في السخان الشمسي الهوائي

Loading...
Loading...
Abstract

Solar air heater (SAH) is more suitable for residential space heating in winter season and in drying crops. This work presents thermal performance of flat plate SAH with and without thermal storages. A forced convection solar collector (FCSC) integrated with different sensible heat storage materials (sand, concrete, pure cement) has been developed and tested to evaluate its performance under meteorological conditions of Baghdad, Iraq. System consists of three flat plate solar air heaters with different heat storage materials, and the fourth without storage heat material. All collectors are supplied with centrifugal blower. The experimental results indicated that the pure cement gives better thermal performance than other storage heat materials (sand, concert), the pure cement gives heat along (240 min) after (6:30 PM), but the duration was (170 min) and (65 min) for concrete and sand respectively. The air flow rate is more affect on both outlet air temperature storage heat times, where studied the effect of three air velocities (0.8m/s, 1.4m/s and 2.1m/s) on SAH performance with best thermal storage heat material (pure cement), the increase in outlet air velocity leads to decrease in both outlet air temperature and storage time of thermal energy.

السخان الشمسي الهوائي مناسب للتدفئة السكنية في فصل الشتاء و كذلك في تجفيف المحاصيل. يبين هذا العمل الاداء الحراري للسخان الشمسي الهوائي مستوي الصفيحة مع المواد الخازنة للحرارة وبدونها. دمج مجمع الطاقة الشمسية ذو انتقال الحرارة بالحمل القسري مع مواد الخزن الحراري المختلفة (رمل, خرسانة, سمنت نقي) وقد تم تطوير وتقييم ادائها عند الظروف الجوية لمدينة بغداد,العراق. يتكون النظام من ثلاثة سخانات شمسية للهواء مستوية الصفيحة مع مواد الخزن الحراري المختلفة, والرابع بدون مادة خزن حراري. جميع المجمعات جهزت بمروحة طاردة مركزية. بينت النتائج العملية ان السمنت النقي اعطى افضل اداء حراري من بقية المواد الخازنة للحرارة (رمل, كونكريت), اعطى السمنت النقي حرارة على طول (240 دقيقة) بعد ( 6:30 مساءاً), بينما كانت المدة ( 170 دقيقة) و (65 دقيقة) للكونكريت و الرمل على التعاقب. ان معدل جريان الهواء يؤثر على كل من درجة حرارة الهواء الخارج واوقات الخزن الحراري, حيث تم دراسة تاثير ثلاث سرع للهواء الخارج (0.8 مثا, 1.4 مثا و 2.1 مثا) على اداء السخان الشمسي الهوائي مع افضل مادة خزن حراري (سمنت نقي), ان زيادة سرعة الهواء الخارج من السخان الشمسي الهوائي يؤدي الى انخفاض كل من درجة حرارة الهواء الخارج و زمن التخزين للطاقة الحرارية.


Article
INVESTIGATION OF COMBINATION BETWEEN LATENT AND SENSIBLE HEAT STORAGE MATERIALS ON THE PERFORMANCE OF FLAT PLATE SOLAR AIR HEATER
دراسة التاثير المشترك لمادة الخزن الحراري الكامن والمحسوس كمادة خزن حراري جديدة على اداء سخان الهواء الشمسي المستوي

Loading...
Loading...
Abstract

In this work, a combination between latent heat storage materials (LHSm) and sensible heat storage materials (SHSm) as new storage heat material in flat plate solar air heater was tested experimentally. PCM (paraffin wax) at a certain ratios (10%) and (20%) were used as LHSm with a pure cement (base material) as SHSm. The experimental tests was done indoor at irradiance of (1000W/m2) with forced convection, the mass flow rate of air are (0.5kg/min) and (1.13kg/min). The results indicated that the enhancing thermo-physical properties of adding pure cement by a certain ratios of paraffin wax led to enhancement in thermal energy stored. The percentage increasing in storage heat duration time was (29%) for compound cement with (10%PCM), (38.4%) for compound cement with (20%PCM), compared with pure cement at (0.5kg/min) air mass flow rate. And at (1.13kg/min) air mass flow rate, it was (33.3%) for compound cement with (10%PCM) and (52.6%) for compound cement with (20%PCM) compared with pure cement.

في هذا العمل, الجمع بين مادة الخزن الحراري الكامن و مادة الخزن الحراري المحسوس كمادة خزن حراري جديدة في سخان الهواء الشمسي مستوي الصفيحة حضرت وفحصت عملياً. استخدمت مادة متغيرة الطور(شمع البارافين) بنسب محددة (10%) و (20%) استخدمت كمادة خزن حراري كامن مع السمنت النقي (مادة اساسية) كمادة خزن حراري محسوس. الفحوصات العملية تمت مختبرياً تحت تعرض اشعاع ( 1000واطمتر مربع) مع حمل قسري (0.5 كغدقيقة) و ( 1.131كغدقيقة). بينت النتائج ان التحسين بالخصائص الفيزيائية-الحرارية للسمنت النقي بإضافة نسب محددة من شمع البارافين ادى الى تحسين بالطاقة الحرارية المخزونة. كانت النسبة المئوية للزيادة بزمن التخزين الحراري (29%) لمركب السمنت مع (10% مادة متغيرة الطور), ( 38.4 %) لمركب السمنت مع (20% مادة متغيرة الطور) مقارنة مع السمن النقي عند معدل تدفق هواء كتلي (0.5كغدقيقة). و عند معدل تدفق هواء كتلي (1.13 كغدقيقة), كانت (33.3%) لمركب السمنت مع (10% مادة متغيرة الطور) و (52.6%) لمركب السمنت مع (20% مادة متغيرة الطور) مقارنة مع السمن النقي.


Article
Experimental Study on Double-Pass Solar Air Heater with and without using Phase Change Material
دراسة تجريبية لسخان الهواء الشمسي ثنائي المجرى في حالة استخدام و عدم استخدام المادة المتغيرة الطور

Author: Abdulrahman Shakir Mahmood عبدالرحمن شاكر محمود
Journal: Journal of Engineering مجلة الهندسة ISSN: 17264073 25203339 Year: 2019 Volume: 25 Issue: 2 Pages: 1-17
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Loading...
Loading...
Abstract

In this paper, an experimental study was conducted to enhance the thermal performance of a double-pass solar air heater (SAH) using phase change material (PCM) for thermal storage at climatic conditions of Baghdad city - Iraq. The double-pass solar air heater integrated with thermal storage system was manufactured and tested to ensure that the air heating reserved after the absence of the sun. The rectangular cavity filled with paraffin wax was used as a latent heat storage and incorporated into the lower channel of solar air heater. Experiments were carried out to evaluate the charging and discharging characteristics of two similar designed solar air collectors with and without using phase change material at a constant air mass flow rate of (0.0375 kg/sec). The parameters that affect the thermal performance of the SAH with and without the PCMs presented by solar radiation, the difference in air temperature, outlet air temperature, instantaneous thermal efficiency, and daily efficiency are evaluated. The experimental results show that when using the PCM, the temperature of the outlet air was enhanced and increased over the ambient temperature by (1.5 - 6.5 °C) after sunset for 5 hours period. It was found that the instantaneous thermal efficiency of the heater using thermal storage exceeds 100% after sunset, this is due to a large amount of heat stored in the paraffin wax that has been released during the discharge process. Also, it was found that the daily efficiency of the double pass SAH integrated with and without thermal energy storage unit was (56, 47%) respectively.

في هذا البحث تم اجراء دراسة تجريبية لتعزيز الاداء الحراري لسخان الهواء الشمسي ثنائي المجرى بأستخدام مادة متغيرة الطور للخزن الحراري في ظل الظروف المناخية لمدينة بغداد - العراق. تم تصنيع واختبار سخان هواء شمسي ثنائي المجرى متكاملا مع نظام تخزين حراري لضمان تسخين الهواء بعد غياب الشمس. تم استخدام تجويف مستطيل مملوء بشمع البارافين كخازن حرارة كامن ودمجها في القناة السفلية لسخان الهواء بالطاقة الشمسية. وأجريت التجارب لتقييم خصائص الشحن والتفريغ لمجموعتين متشابهتين لمجمع الهواء بالطاقة الشمسية مع وبدون المادة المتغيرة الطور عند معدل تدفق كتلة ثابت للهواء (0.0375 كغم / ثانية). تم تقييم المعلمات التي تؤثر على الأداء الحراري من سخان الهواء بالطاقة الشمسية مع وبدون المادة المتغيرة الطور والتي تتمثل ب: الإشعاع الشمسي، والفرق في درجة حرارة الهواء، ودرجة حرارة الهواء الخارجة، والكفاءة الحرارية اللحظية والكفاءة اليومية. وأظهرت النتائج التجريبية أنه عند استخدام المادة المتغيرة الطور تم تعزيز درجة حرارة الهواء الخارجة وزادت على درجة الحرارة المحيطة بمقدار (1.5 - 6.5 درجة سيليزية) بعد غروب الشمس لمدة 5 ساعات. وقد وجد أن الكفاءة الحرارية اللحظية للسخان مع استخدام التخزين الحراري تتجاوز 100٪ بعد غروب الشمس,و يرجع إلى ان كمية كبيرة من الحرارة المخزنة في شمع البارافين تم الافراج عنها أثناء عملية التفريغ. ايضا, وجد أن الكفاءة اليومية لسخان الهواء الشمسي ثنائي المجرى مع وبدون وحدة تخزين الطاقة الحرارية كانت (56٪, 47٪) على التوالي.

Listing 1 - 7 of 7
Sort by
Narrow your search

Resource type

article (7)


Language

English (7)


Year
From To Submit

2019 (2)

2018 (3)

2017 (1)

2016 (1)