پایان نامه بررسی تئوری و تجربی عملکرد یک آب‌گرم‌کن خورشیدی با کلکتور لوله خلاء
اختصاصی از یارا فایل پایان نامه بررسی تئوری و تجربی عملکرد یک آب‌گرم‌کن خورشیدی با کلکتور لوله خلاء دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .
فرمت فایل : WORD (قابل ویرایش)
تعداد صفحات:92
عنوان :
بررسی تئوری و تجربی عملکرد یک آب‌گرم‌کن خورشیدی با کلکتور لوله خلاء
(تحت حمایت شرکت بهینه‌سازی مصرف سوخت کشور)
پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد “M.Sc”
مهندسی مکانیک – تبدیل انرژی
فهرست مطالب:
عنوان مطالب شماره صفحه
چکیده 1
مقدمه 2
فصل اول : کلیات 3
فصل دوم : آشنایی با انواع کلکتور خورشیدی و استانداردهای تست کلکتورهای خورشیدی 8
2-1- مقدمه 9
2-2- انواع کلکتورها 10
2-2-1- کلکتورهای صفحه تخت 10
2-2-2- کلکتورهای ترکیبی سهموی ثابت 12
2-2-3- کلکتور لوله خلاء 13
2-2-4- کلکتورهای دنبال‌کننده خورشیدی 17
2-3- استانداردهای تست کلکتورهای خورشیدی 19
2-3-1- استاندارد ASHRAE 93 19
2-3-1-1- تست ثابت زمانی- τ 19
2-3-1-2- تست بازده حرارتی - ηg 19
2-3-1-3- تست اصلاح‌کننده زاویه تابش - Kθb(θ) 20
2-3-1-4- توزیع دمای ورودی به کلکتور برای تست بازده حرارتی 21
2-3-1-5- مدت زمان انجام تست 21
2-3-2- استاندارد ISO 9806-1 و EN 12975-2 21
2-3-2-1- تست ثابت زمانی- τ 21
2-3-2-2- تست بازده حرارتی 22
2-3-2-3- تست اصلاح‌کننده زاویه تابش - Kθb(θ) 23
2-3-2-4- توزیع دمای ورودی به کلکتور برای تست بازده حرارتی 23
2-3-3- روش تست شبه‌دینامیکی استاندارد EN12975-2 23
2-4- مقایسه استانداردها 24
2-4-1- مقایسه سه استاندارد 9806-1 ISO، EN 12975-2 و ASHRAE 93 26
2-4-2- مقایسه دو استاندارد ISO 9806-1 و EN 12975-2 29
فصل سوم : آشنایی با انواع سیستم‌های تست کلکتورهای خورشیدی و استانداردهای تست آن‌ها 35
3-1- کارایی کلکتورهای خورشیدی 36
3-2- کارایی حرارتی کلکتور 37
3-3- روش تست دینامیکی 41
فصل چهارم : روابط حاکم بر کلکتورهای لوله خلاء و حل نمونه عددی 43
4-1- مقدمه 44
4-2- محاسبه کارایی حرارتی کلکتور 44
4-3- توزیع دما در مسیر سیال 48
4-4- ضریب دفع گرمای کلکتور و ضریب جریان 49
4-5- بازده کلکتور 51
4-6- مشخصات تجهیزات مورد استفاده 51
4-7- حل نمونه عددی 55
فصل پنجم : آزمایش، نتایج و ترسیم نمودارهای مربوطه 60
5-1- مقدمه 61
5-2- روش انجام آزمایش 61
5-3- نتایج 62
5-4- نمودارها و تحلیل 67
5-4-1- داده‌های هواشناسی 67
5-4-2- تغییرات دمای خروجی از کلکتور بر حسب تغییرات دبی 69
5-4-3- نمودارهای بازده مدل تئوری و آزمایش تجربی 74
5-4-4- نمودارهای حرارت دریافتی مدل تئوری و آزمایش تجربی 78
5-4-5- نمودارهای افت دما در مسیر آب ورودی 85
5-5- نتیجه گیری کلی 86
5-6- پیشنهادات برای ادامه تحقیق 87
منابع و ماخذ 88
فهرست منابع فارسی 88
فهرست منابع لاتین 89
چکیده انگلیسی 91
اصالت نامه 92
فهرست جدول‌ها
عنوان شماره صفحه
2-1- مشخصات انواع کلکتورهای متداول 9
2-2- شرایط تست شبه‌دینامیکی 23
2-3- دمای متوسط سیال و شرایط آب و هوایی برای هر نوع روز 24
2-4- بیشترین دمای خروجی بر اساس نوع کلکتور 24
2-5- مقایسه حدود مجاز پارامترهای مختلف جهت دست‌یابی به شرایط یکنواخت در سه استاندارد 24
2-6- شرایط آب و هوایی لازم در سه استاندارد 25
2-7- شرایط زمانی بازه داده و پیش بازه داده برای تست در حالت کلکتور ساکن 25
2-8- تشابه پارامترهای تست کلکتور خورشیدی در ISO 9806-1،
EN 12975-2، ASHRAE 93 26
2-9 تفاوت پارامترهای تست کلکتور خورشیدی در ISO 9806-1،
EN 12975-2، ASHRAE 93 27
2-10- جدول تشابه پارامترهای تست کلکتور خورشیدی در دو استاندارد
ISO 9806-1 و EN 12975-2 29
2-11- جدول تفاوت پارامترهای تست کلکتور خورشیدی در دو استاندارد
ISO 9806-1 و EN 12975-2 33
4-1 - مشخصات فیزیکی کلکتور لوله حرارتی مورد آزمایش، ساخت شرکت sunrain 54
4-2 - پارامترهای موثر جهت حل یک نمونه عددی 56
5-1 - مقایسه نتایج تئوری و تجربی برای کلکتور با 19 لوله حرارتی
و دبی 100 لیتر بر ساعت 63
5-2 - مقایسه نتایج تئوری و تجربی برای کلکتور با 19 لوله حرارتی
و دبی 150 لیتر بر ساعت 63
5-3 - مقایسه نتایج تئوری و تجربی برای کلکتور با 19 لوله حرارتی
و دبی 200 لیتر بر ساعت 64
5-4 - مقایسه نتایج تئوری و تجربی برای کلکتور با 4 لوله حرارتی
و دبی 50 لیتر بر ساعت 64
5-5 - مقایسه نتایج تئوری و تجربی برای کلکتور با 4 لوله حرارتی
و دبی 37.5 لیتر بر ساعت 65
5-6 - مقایسه نتایج تئوری و تجربی برای کلکتور با 4 لوله حرارتی
و دبی 25 لیتر بر ساعت 65
5-7 - داده‌های ضریب جریان کلکتور بر حسب نرخ ظرفیت بدون بعد کلکتور 66
فهرست شکل‌ها
عنوان شماره صفحه
2-1- شکل شماتیک بخش‌های مختلف یک کلکتور صفحه تخت 11
2-2 - صفحه جاذب یکپارچه 11
2-3 - صفحه جاذب با پره‌های جداگانه 11
2-4 - شماتیک انواع کلکتورهای سهموی 12
2-5 - کلکتور سهموی تکی 13
2-6 - کلکتور سهموی یکپارچه 13
2-7 - کلکتور نوع لوله خلا 14
2-8 - نمونه یک لوله حرارتی 14
2-9 - شکل شماتیک یک لوله حرارتی 15
2-10 - نمای برش خورده از یک کلکتور لوله خلا جهت نمایش عملکرد آن 15
2-11 - نمونه لوله از یک کلکتور لوله خلاء‌تر (Dewar Type) 16
2-12 - نمونه لوله از یک کلکتور با لوله حرارتی U-type 16
2-13 - شماتیک دو نوع از کلکتورهای ترکیبی به همراه بازتاب‌کننده تخت (a) و سهموی (b) 17
2-14 - شماتیک دو نوع از کلکتورهای ترکیبی سهموی یکپارچه 17
2-15 - نمونه‌ای کلکتورهای دنبال کننده خورشیدی 18
3-1 - مدار آزمون بسته استانداردهای ISO و EN 38
3-2 - مدار آزمون باز استانداردهای ISO و EN 38
3-3 - مدار آزمون بسته استاندارد ASHRAE 39
3-4 - مدار آزمون باز استاندارد ASHRAE 39
3-5 - مدار آزمون باز استاندارد ASHRAE با حرکت دائمی سیال 40
3-6 - نمودار مقایسه‌ای بازده دو کلکتور لوله خلاء و صفحه تخت 41
4-1 - مدار مقاومت حرارتی جهت مدل تئوری کلکتور لوله خلاء با لوله حرارتی 45
4-2 - شکل شماتیک یک کلکتور لوله خلاء 46
4-3 - موازنه حرارتی روی سیال جریان یافته در یک لوله 49
4-4 - نمونه‌ای از نمودار تغییرات ضریب جریان کلکتور 50
4-5 - تجهیزات مورد استفاده در آزمایش تجربی 53
4-6 - یکی از لوله‌های حرارتی کلکتور مورد آزمایش به همراه تصویر بزرگ شده بخش کندانسور و اواپراتور 55
4-7 - تصویر مجموعه تجهیزات تست کلکتور خورشیدی 55
5-1 - دیاگرام شماتیک مدار مورد استفاده جهت تست کلکتور خورشیدی 61
5-2 - ضریب جریان کلکتور بر حسب نرخ ظرفیت بدون بعد کلکتور
با استفاده از نتایج آزمایش 66
5-3 – داده‌های هواشناسی روز 8 آگوست 2011 67
5-4 - دمای هوا و میزان تشعشع در روز 8 آگوست 2011 برای نقاط داده 68
5-5 – داده‌های هواشناسی روز 15 آگوست 2011 68
5-6 - دمای هوا و میزان تشعشع در روز 15 آگوست 2011 برای نقاط داده 68
5-7 - اختلاف دمای ورودی و خروجی در حالت‌های تئوری و تجربی
در طول زمان با دبی آب 200 لیتر بر ساعت 69
5-8 - اختلاف دمای ورودی و خروجی در حالت‌های تئوری و تجربی
در طول زمان با دبی آب 150 لیتر بر ساعت 70
5-9 - اختلاف دمای ورودی و خروجی در حالت‌های تئوری و تجربی
در طول زمان با دبی آب 100 لیتر بر ساعت 70
5-10 - اختلاف دمای ورودی و خروجی در حالت‌های تئوری و تجربی
در طول زمان با دبی آب 50 لیتر بر ساعت 71
5-11 - اختلاف دمای ورودی و خروجی در حالت‌های تئوری و تجربی
در طول زمان با دبی آب 37.5 لیتر بر ساعت 71
5-12 - اختلاف دمای ورودی و خروجی در حالت‌های تئوری و تجربی
در طول زمان با دبی آب 25 لیتر بر ساعت 72
5-13 - مقایسه دمای خروجی اندازه‌گیری شده و مورد انتظار برای کلکتور
با 4 و 19 لوله حرارتی و دبی‌های مختلف 73
5-14 - اختلاف دمای خروجی تجربی و دمای ورودی در دبی‌های مختلف
برای کلکتور با 19 لوله حرارتی 73
5-15 - اختلاف دمای خروجی تجربی و دمای ورودی در دبی‌های مختلف
برای کلکتور با 4 لوله حرارتی 74
5-16 - بازده مدل تئوری و تجربی با دبی آب گذرنده 200 لیتر بر ساعت
و 19 لوله حرارتی برای کلکتور 75
5-17 - بازده مدل تئوری و تجربی با دبی آب گذرنده 150 لیتر بر ساعت
و 19 لوله حرارتی برای کلکتور 75
5-18 - بازده مدل تئوری و تجربی با دبی آب گذرنده 100 لیتر بر ساعت
و 19 لوله حرارتی برای کلکتور 76
5-19 - مقایسه بازده مدل تئوری و تجربی با دبی‌های آب گذرنده متفاوت
و 19 لوله حرارتی برای کلکتور 76
5-20 - بازده مدل تئوری و تجربی با دبی آب گذرنده 50 لیتر بر ساعت
و 4 لوله حرارتی برای کلکتور 77
5-21 - بازده مدل تئوری و تجربی با دبی آب گذرنده 37.5 لیتر بر ساعت
و 4 لوله حرارتی برای کلکتور 77
5-22 - بازده مدل تئوری و تجربی با دبی آب گذرنده 25 لیتر بر ساعت
و 4 لوله حرارتی برای کلکتور 77
5-23 - مقایسه بازده مدل تئوری و تجربی با دبی‌های آب گذرنده متفاوت
و 4 لوله حرارتی برای کلکتور 78
5-24 - حرارت دریافتی در مدل تئوری و تجربی با دبی آب گذرنده
200 لیتر بر ساعت و 19 لوله حرارتی برای کلکتور 79
5-25 - حرارت دریافتی در مدل تئوری و تجربی با دبی آب گذرنده
150 لیتر بر ساعت و 19 لوله حرارتی برای کلکتور 79
5-26 - حرارت دریافتی در مدل تئوری و تجربی با دبی آب گذرنده
100 لیتر بر ساعت و 19 لوله حرارتی برای کلکتور 80
5-27 - مقایسه حرارت دریافتی در مدل تئوری و تجربی با دبی‌های آب گذرنده مختلف و 19 لوله حرارتی برای کلکتور 80
5-28 - حرارت دریافتی در مدل تئوری و تجربی با دبی آب گذرنده
50 لیتر بر ساعت و 4 لوله حرارتی برای کلکتور 81
5-29 - حرارت دریافتی در مدل تئوری و تجربی با دبی آب گذرنده
37.5 لیتر بر ساعت و 4 لوله حرارتی برای کلکتور 81
5-30 - حرارت دریافتی در مدل تئوری و تجربی با دبی آب گذرنده
25 لیتر بر ساعت و 4 لوله حرارتی برای کلکتور 81
5-31 - مقایسه حرارت دریافتی در مدل تئوری و تجربی با دبی‌های آب گذرنده مختلف و 4 لوله حرارتی برای کلکتور 82
5-32 - مقایسه حرارت اندازه‌گیری شده و مورد انتظار برای کلکتور
با دبی 200 لیتر بر ساعت و 19 لوله حرارتی 82
5-33 - مقایسه حرارت اندازه‌گیری شده و مورد انتظار برای کلکتور
با دبی 150 لیتر بر ساعت و 19 لوله حرارتی 83
5-34 - مقایسه حرارت اندازه‌گیری شده و مورد انتظار برای کلکتور
با دبی 100 لیتر بر ساعت و 19 لوله حرارتی 83
5-35 - مقایسه حرارت اندازه‌گیری شده و مورد انتظار برای کلکتور
با دبی 50 لیتر بر ساعت و 4 لوله حرارتی 84
5-36 - مقایسه حرارت اندازه‌گیری شده و مورد انتظار برای کلکتور
با دبی 37.5 لیتر بر ساعت و 4 لوله حرارتی 84
5-37 - مقایسه حرارت اندازه‌گیری شده و مورد انتظار برای کلکتور
با دبی 25 لیتر بر ساعت و 4 لوله حرارتی 84
5-38 - افت دمای مسیر مخزن تا ورودی کلکتور برای کلکتور با 19 لوله حرارتی و دبی‌های مختلف 85
5-39 - افت دمای مسیر مخزن تا ورودی کلکتور برای کلکتور با 4 لوله حرارتی
و دبی‌های مختلف 86
فهرست علائم و نشانه‌ها
مساحت کلکتور (m2) Ar
ظرفیت گرمایی ویژه (J/kg.K) Cp
قطر (m) D
ضریب بازده کلکتور F’
ضریب جریان کلکتور F”
ضریب دفع حرارت کلکتور FR
تشعشع (W/m2C) G
ضریب انتقال حرارت (W/m2.K) h
شدت تشعشع خورشید (W/m2) I
ضریب رسانایی حرارتی (W/m.K) k
دبی جرمی – نرخ انتقال جرم (kg/s) m ̇
دبی حرارتی - نرخ انتقال حرارت (W) Q ̇
مقاومت حرارتی (W/K) R
ضخامت دیواره (m) t
دما (°C) T
اختلاف دمای کاهش یافته (m2K/W) T*
ضریب اتلاف انتقال حرارت کلکتور (W/m2C) UL
ضریب انتشار ε
بازده η
ویسکوزیته دینامیکی (N.s/m2)