مطالعه عددی تأثیر میدان مغناطیسی بر بازده اگزرژی در کلکتور خورشیدی پارابولیک مجهز به توربولاتورهای ترکیبی پرشده با نانوسیال هیبریدی مغناطیسی

یوسف زاده, شهروز; قنبری, غلامحسین; دوستدار, محمدمهدی

مطالعه عددی تأثیر میدان مغناطیسی بر بازده اگزرژی در کلکتور خورشیدی پارابولیک مجهز به توربولاتورهای ترکیبی پرشده با نانوسیال هیبریدی مغناطیسی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

¹ استادیار،دانشکده مهندسی مکانیک، واحد الیگودرز، دانشگاه آزاد اسلامی، الیگودرز، ایران

² کارشناس ارشد، گروه مکانیک، واحد الیگودرز، دانشگاه آزاد اسلامی، الیگودرز، ایران

³ استاد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه امام حسین (ع)، تهران، ایران

چکیده

این مطالعه برای بررسی اثر میدان مغناطیسی در اعداد هارتمن 50 تا 200 در کلکتور خورشیدی پارابولیک در کسر حجمی صفر تا 25/2 درصد از نانوسیال هیبریدی مغناطیسی با سه نانو ذره اکسید آهن، نانو لوله کربنی چند جداره و مس در محدوده رینولدز 18000 تا 42000 انجام شده است. در قسمت عددی یک کلکتور خورشیدی پارابولیک با استفاده از روش حجم محدود مورد شبیه‌سازی قرار گرفته و از خواص ترموفیزیکی نانوسیال هیبریدی مغناطیسی به عنوان سیال کاری در آن استفاده شده است. لوله جاذب کلکتور خورشیدی مورد مطالعه مجهز به سه شکل هندسی مختلف از توربولاتور می‌باشد. نانوسیال هیبریدی آب/نانولوله کربنی چند جداره- اکسید آهن- مس با در نظر گرفتن مدل دوفازی شبیه‌سازی گردیده است. مطابق نتایج عددی، حداکثر بازده اگزرژی مربوط به لوله جاذب مجهز به ترکیب توربولاتور و سیم دایره‌ای شکل است می‌باشد. همچنین، حداکثر بازده اگزرژی مربوط به عدد رینولدز 18000 در عدد هارتمن 200 می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Numerical Study of the Magnetic Field Effect on the Exergy Efficiency in a Parabolic Solar Collector Equipped with Combined Turbulators Filled with Hybrid Magnetic Nano-Fluid

نویسندگان [English]

Shahrouz Yousefzadeh ¹
Gholamhossein Ghanbari ²
Mohammad Mehdi Dostdar ³

¹ Assistant Professor, Faculty of Mechanical Engineering, Aliguderz Branch, Islamic Azad University, Aliguderz, Iran

² Master's degree, Department of Mechanics, Aliguderz Branch, Islamic Azad University, Aliguderz, Iran

³ Professor, Faculty of Mechanical Engineering, Imam Hossein University (AS), Tehran, Iran

چکیده [English]

This study was conducted to investigate the effect of magnetic field on Hartmann numbers ranging from 50 to 200 in a parabolic solar collector with zero to 2.25 percent volume fraction of magnetic hybrid nanofluid containing three nanoparticles of iron oxide, multi-walled carbon nanotubes, and copper in the Reynolds number range of 18000 to 42000. In the numerical study, a parabolic solar collector was simulated using the finite volume method, and the thermophysical properties of the magnetic hybrid nanofluid were used as the working fluid in it. The solar collector absorber tube under study is equipped with three different geometric shapes of turbulators. A hybrid nanofluid of water/carbon nanotube multi-wall-iron oxide-copper has been considered for two-phase simulation. According to numerical results, the maximum exergy efficiency is related to the absorber tube equipped with a combination of turbulator and circular wire. Additionally, the maximum exergy efficiency is related to a Reynolds number of 18000 at a Hartmann number of 200.

کلیدواژه‌ها [English]