بررسی عددی و تجربی یک گردآورنده‌ی لوله مویی خورشیدی متمرکز کننده – سهموی ترکیبی

این مقاله، بررسی عددی و تجربی یک گردآورنده خورشیدی متمرکز کننده سهمی وار ترکیبی – لوله مویی (‏CPC – CSC)‏را گزارش می‌کند. لوله مویین با قطر خارجی ۴ میلی متر به عنوان جذب‌کننده استفاده می‌شود که اندازه گردآورنده را کاهش می‌دهد و نسبت غلظت ۴.۲۲ را در مقایسه با ضخامت مشابه ۷۵ میلی متر از یک گردآورنده خورشیدی صفحه تخت به دست می‌آورد. CPCs افقی لایه هوا را به سلول‌های کوچک‌تر جدا می‌کند و منجر به کاهش اتلاف گرما در لایه هوا می‌شود. جزییات طراحی و اصل کار گردآورنده جدید توضیح داده شده‌است. هر دو مطالعه تجربی و عددی با هدف ویژگی‌های عملکردی و عملکرد حرارتی گردآورنده خورشیدی انجام شده‌است. اثر شدت تابش خورشیدی و دمای آب ورودی براساس استاندارد GB/T 4271-2007 مورد آزمایش قرار گرفت. یک مدل سه‌بعدی از گردآورنده توسعه‌یافته و عملکرد آن با استفاده از FLUENT به صورت عددی شبیه‌سازی شده‌است. تاثیر شدت تابش خورشید، سرعت هوای محیط، ضخامت شیشه، ضخامت عایق، زاویه شیب، نرخ جریان جرمی و دمای ورودی آب مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته‌است. نتایج عددی با داده‌های تجربی تایید شدند و حداکثر انحراف ۱۵ % بدست آمد. نت

Highlight•Introduces a novel compound parabolic concentrator-capillary tube solar collector.•Capillary tube enables a concentration ratio of 4.22 with a thickness of 75 mm.•CPCs separate air layer and prevent large-scale convection, reducing heat leakage.•The highest thermal efficiency of the numerical result is 74.68%.•The collecting temperature reaches 467 K with efficiency of 50.59%.AbstractThe paper reports numerical and experimental investigation of a compound parabolic concentrator-capillary tube solar collector (CPC-CSC). The capillary tube having an outer diameter 4 mm is used as the absorber, which reduces the size of the solar collector and achieves a concentration ratio of 4.22 in comparison with the same thickness 75 mm of a flat-plate solar collector. The horizontal CPCs separate the air layer into smaller cells, resulting in decrease in heat loss through the air layer. Details of the design and work principle of the new collector are described. Both experimental and numer