کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
6692425 501914 2013 12 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Heat transfer analysis and numerical simulation of a parabolic trough solar collector
ترجمه فارسی عنوان
تجزیه و تحلیل حرارتی و شبیه سازی عددی یک گرداب منظومه شمسی
ترجمه چکیده
گردآورنده خورشیدی با استفاده از پارابولیک، تکنولوژی تولید انرژی خورشیدی است که امروزه در صنعت موجود است. عملکرد حرارتی چنین دستگاه هایی برای بهینه سازی خروجی میدان خورشیدی و افزایش بهره وری نیروگاهها از اهمیت زیادی برخوردار است. در این مقاله، یک مدل انتقال حرارت دقیق عددی بر اساس روش حجم محدود برای این تجهیزات ارائه شده است. در مدل، عناصر مختلف گیرنده به چندین بخش در جهت هر دو جهت و محوری تقسیم می شوند و تعادل انرژی برای هر حجم کنترل اعمال می شود. یک مدل نوری نیز برای محاسبه توزیع یکنواخت شار خورشید در اطراف گیرنده طراحی شده است. این مدل بر اساس روش حجم محدود و تکنیک های ردیابی است و اندازه ی خورشید را اندازه گیری می کند. شار حرارت خورشیدی به عنوان یک کار پیش پردازش تعیین شده و به مدل تعادل انرژی به عنوان یک شرایط مرزی برای سطح بیرونی گیرنده تعبیه شده است. مجموعه معادلات جبری با استفاده از حل کننده های مستقیم به طور همزمان حل می شود. این مدل با نتایج حاصل از ادبیات کاملا معتبر است. اول، مدل نوری با راه حل های تحلیلی شناخته شده مقایسه شده است. پس از آن، عملکرد کلی مدل بر روی آزمایش های آزمایشی از آزمایشگاه های ملی سندیا و دیگر آزمایش های گیرنده های غیر قابل تحمل آزمایش شده است. در تمام موارد، نتایج به دست آمده توافق خوبی با نتایج آزمایشگاهی و تحلیلی نشان داد.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی انرژی مهندسی انرژی و فناوری های برق
چکیده انگلیسی
Parabolic trough solar collector is the most proven industry-scale solar generation technology today available. The thermal performance of such devices is of major interest for optimising the solar field output and increase the efficiency of power plants. In this paper, a detailed numerical heat transfer model based on the finite volume method for these equipment is presented. In the model, the different elements of the receiver are discretised into several segments in both axial and azimuthal directions and energy balances are applied for each control volume. An optical model is also developed for calculating the non-uniform solar flux distribution around the receiver. This model is based on finite volume method and ray trace techniques and takes into account the finite size of the Sun. The solar heat flux is determined as a pre-processing task and coupled to the energy balance model as a boundary condition for the outer surface of the receiver. The set of algebraic equations are solved simultaneously using direct solvers. The model is thoroughly validated with results from the literature. First, the optical model is compared with known analytical solutions. After that, the performance of the overall model is tested against experimental measurements from Sandia National Laboratories and other un-irradiated receivers experiments. In all cases, results obtained shown a good agreement with experimental and analytical results.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Applied Energy - Volume 111, November 2013, Pages 581-592
نویسندگان
, , , ,