research centers


Search results: Found 1

Listing 1 - 1 of 1
Sort by

Article
Evaluation of Convective Heat Transfer and Natural Circulation in an Evacuated Tube Solar Collector
تقييم أنتقال الحرارة بالحمل الطبيعي و معدل التدفق لمجمع شمسي ذو أنابيب مفرغة

Authors: Saad M. Saleh Al-Mashat سعد محسن صالح المشاط --- Abbas Ahmed Hasan عباس احمد حسن
Journal: Journal of Engineering مجلة الهندسة ISSN: 17264073 25203339 Year: 2013 Volume: 19 Issue: 5 Pages: 613-628
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Loading...
Loading...
Abstract

The evacuated tube solar collector ETC is studied intensively and extensively by experimental and theoretical works, in order to investigate its performance and enhancement of heat transfer, for Baghdad climate from April 2011 till the end of March 2012. Experimental work is carried out on a well instrumented collector consists of 16 evacuated tubes of aspect ratio 38.6 and thermally insulated tank of volume 112L. The relation between convective heat transfer and natural circulation inside the tube is estimated, collector efficiency, effect of tube tilt angles, incidence angle modifier, The solar heating system is investigated under different loads pattern (i.e closed and open flow) to evaluate the heat loss coefficient from tank and tubes, test the collector with various aspect ratios (32.9 and 27.2). The enhancement in collector performance is studied by using two reflectors (Flat Plate and Curved Plate) and nanofluid (Water-AL2O3).Theoretical work is run by software (Fluent 6.3), to compute the velocity and temperature profiles within the tube, for different tube diameters, effect of tube junction angle and stagnant region in the bottom of the evacuated tube. The experimental results shows that the heat loss coefficient for tube is W/m2.K and for tank is W/m2.K, the maximum collector temperature is 79°C in winter and 99°C in summer, while that belong to nanofluid collector is 99°C in winter. The best tilted angle (optimum) of evacuated tube is 41° annually. The collector efficiency increased when using nanofluid of (1, 0.6, 0.3)% volume fraction as(28.4, 6.8, 0.6)% respectively. The efficiency decreases as (33, 62)% when decreasing tube aspect ratio from 38.6% to 32.9% and 27.2% respectively. An increase of (16.9 and 7.08)% in collector efficiency is obtained when using curved and flat plate reflectors respectively. From simulation the best junction angle of the tank is 22.5˚. The stagnant region is influenced with changing heat flux, tilted angle and aspect ratio.

في هذا البحث تم دراسة المجمع الشمسي ذو الأنابيب المفرغة بشكل مكثف وموسع عمليا ونظريا, الغرض منها هو دراسة الأداء الحراري للأنبوب المفرغ و تحسين انتقال الحرارة ضمن مدينة بغداد من شهر نيسان ٢٠١١ الى شهر آذار ٢٠١٢. الجانب العملي تم على مجمع شمسي يحوي ١٦ انبوب مفرغ بنسبة الطول الى القطر ٣٨٫٦ وبخزان ماء معزول حراريا بحجم ١١٢ لتر, تم حساب العلاقة بين انتقال الحرارة ومعدل الجريان داخل الأنبوب, والكفاءة الحرارية, وتأثير زاوية الميلان للأنبوب, وتم حساب مصحح زاوية الأشعاع الشمسي (IAM), وكذلك تم فحص المجمع الشمسي لعدة احمال(على سبيل المثال جريان مغلق ومفتوح), وتم تقييم معامل الفقد الحراري للخزان و للأنبوب, و فحص المجمع الشمسي لنسب اطوال الى اقطار (٣٢٫٩ و ٢٧٫٢) عمليا, وجانب التحسين الحراري تم بأستخدام نوعان من العاكسات الصفيحية (عاكس صفيحي مستوى وعاكس صفيحي منحني) وكذلك تم توضيف سائل النانو (ماء+اوكسيد الألمنيوم). الجانب النظري تم بأستخدام حزمة برامج (Fluent 3.6) لايجاد توزيع السرع ودرجات الحرارة ضمن الأنبوب لحالات مختلف الأقطار, ومعرفة مدى تأثير زاوية ارتباط الأنبوب في الخزان وتأثير المنطقة الخاملة في الأنبوب.النتائج العملية بينت ان معدل معامل الفقد الحراري للأنبوب W/m2.K٠٫٧٤٢ وللخزان W/m2.K ١٫١٥٣ وان اقصى درجة حرارة للمجمع في فصل الشتاء ٧٩ درجة مئوية وخلال فصل الصيف ٩٩ درجة مئوية, بينما في حالة استخدام مائع النانو وصلت الى ٩٩ درجة مئوية خلال فصل الشتاء, افضل زاوية ميلان للأنبوب تقديريا هي ٤١˚ سنويا, وتزداد كفائة المجمع الشمسي بنسبة (٢٨٫٤. ٦٫٨. ٠٫٦)٪ بأستخدام مائع النانو بنسبة حجمية لأوكسيد الألمنيوم في الماء(٠٫٣. ٠٫٦. ١)٪ , وتقل كفائة الأنبوب بنسبة (٦٢ . ٣٣)٪ عندما تقل نسبة الطول الى الحجم من ٣٨٫٦٪ الى ٣٢٫٩٪ و ٢٧٫٢٪ بشكل متسلسل, وكذلك زيادة في الكفائة بمقدار (١٦٫٩ . ٧٫٠٧)٪ عند استخدام عاكس صفيحي منحني وعاكس صفيحي مستوى. ومن اهم نتائج النظري هي افضل زاوية ارتباط للأنبوب مع الخزان هي زاوية ٢٢٫٥˚, وبيت النتائج النظرية ايضا ان المنطقة الخاملة التي تتأثر بشكل ملحوض مع تغير الأشعاع الحراري و زاوية الميلان و نسبة طول الأنبوب الى القطر.

Listing 1 - 1 of 1
Sort by
Narrow your search

Resource type

article (1)


Language

English (1)


Year
From To Submit

2013 (1)