افزایش عملکرد نیروگاه خورشیدی تولید بخار مستقیم فرسنل به کمک نانو ذرات

نوع مقاله: علمی-ترویجی

نویسندگان

1 مربی،مهندسی مکانیک،دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرج،کرج

2 استادیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه تفرش، تفرش تفرش، 39518-79611، raminme56@gmail.com

3 استادیار، مهندسی مکانیک، دانشگا آزاد اسلامی واحد تهران مرکز، تهران

چکیده

حذف سیال روغن موجود در نیروگاه های خورشیدی بدلیل مشکلات نگهداری و زیست محیطی موضوع مهمی است که در سال­های اخیر مورد مطالعه و      بهره­برداری آزمایشی قرار گرفته است. این فناوری، به تکنولوژی تولید بخار مستقیم (DSG) شهرت یافته است. در جاذب این نیروگاه­ها جوشش سیال مشکل ساز است که در این مقاله به کمک نانو سیال تلاش می­شود که هم این مشکل کمتر گردد و هم عملکرد جاذب را بهبود بخشیم. در این مطالعه که بر پایه محاسبات عددی روابط حاکم بر انتقال حرارت و ترمودینامیک بنا نهاده شده است، پارامترهای مهم و موثر بر راندمان نیروگاه­ها در دو حالت سیال خالص و نانو سیال بررسی شده است. با بهره گیری از معادلات و روابط مربوط به آن ( سیال تکفاز یا دوفاز )، دما، کیفیت بخار و ضریب انتقال حرارت سیال در تمام طول لوله بررسی شده است و تاثیر مثبت نانو ذرات اضافه شده، مشاهده شد. با اضافه کردن 05/0% نانو ذرات مس، اکسید مس، نقره و اکسید تیتانیوم مشاهده شد که آب سریع­تر به جوش آمده و ضریب انتقال حرارت آن حدود 5/12 درصد افزایش یافت.

کلیدواژه‌ها


 

[1] L.SyamSundar, M.T.Naik, K.V.Sharma, M.K. Singh, T.Ch. Siva Reddy. Experimental investigation of forced convection heat transfer and friction factor in a tube with Fe3O4magnetic nanofluid.Experimental Thermal and Fluid Science 37, 65–71, 2012.

[2] G. Burgess, K. Lovegrove, S. Mackie, J. Zapata, J.D. Pye. Direct steam  eneration using the SG4 500m2 Paraboloidal dish concenterator. 2011.

[3] J. He, Z. Qiu, L.Qiming, Y. Zhang.Optical Design of Linear Fresnel Reflector Solar Concentrators.Energy Procedia 14, 1960 – 1966, 2012.

[4] J.F. Feldhoff, K. Schmitz, M. Eck, L.L. Schnatbaum, D. Laing, F. Ortiz-Vives, J. Schulte-Fischedick. Comparative system analysis of direct steam generation and synthetic oil parabolic trough power plants with integrated thermal storage. Solar Energy 86, 520–530, 2012.

[5] G. Toghdori, S.M. Rozati, N. Memarian, M. Arvand, M.H. Bina. Nano structure black cobalt coating for solar absorber. World Renewable Energy Congress 2011.

[6] A. Blakers, V. Everett, M. Jelena, E. Thomsen.Thin Single Crystalline Elongate Silicon Solar Cells. Energy Procedia 15, 58 – 66, 2012.

[7] Zh.J. Bong, J.K. Kwang, Y. Hyungkee. Enhanced heat transfer performance of alumina sponge-like nano-porous structures through surface wettability control in nucleate pool boiling.International Journal of Heat and Mass Transfer 55, 7487–7498, 2012.

[8] O. Ahmed, M.S. Hamed. Experimental investigation of the effect of particle deposition on pool boiling of nanofluids.International Journal of Heat and Mass Transfer 55, 3423–3436, 2012.

[9] J.D.Pye. System Modelling of the Compact Linear Fresnel Reflector. A thesis presented for the degree of Doctor of Philosophy. Department of Mechanical and Manufacturing gineering Faculty of Engineering University of New South Wales. 21st May 2008.

[10] P.F. Incropera ,D.P. DeWitt.Fundamentals of Heat and Mass Transfer. Wiley, USA, 4 edition, 1996.

[11] H. Blasius, Grenzschichten in FlussigkeitenmitkleinerReibung (German), Z. Math. physics 56, 1–37, 1908.

[12] H John, Lienhard. A Heat Transfer Textbook. Phlogiston Press, Cambridge, Massachusetts, 3 edition, 2006.

[13] L. SyamSundar, M.T. Naik, K.V. Sharma, M.K. Singh, T.Ch. Siva Reddy. Experimental investigation of forced convection heat transfer and friction factor in a tube with Fe3O4magnetic nanofluid.Experimental Thermal and Fluid Science 37, 65–71, 2012.

[14] R.H. Notter, M.W. Rouse, A solution to the Graetz problem – III. Fully developed region heat transfer rates, Chemical Engineering Science 27, 2073–2093, 1972.

[15] A. Mahdy, Unsteady  mixed  convection  boundary  layer  flow  and  heat  transfer  of nanofluids due  to  stretching  sheet. Nuclear  Engineering  and  Design  249, 248–  255, 2012.