Detailed simulations of parabolic trough collector for investigating enhancement of heat transfer to absorber tube flow

Bu tezde, parabolik oluklu kollektörlerdeki ısı transferinin ve akışın simülasyonu için detaylı bir yöntem sunulmuştur. Parabolik oluklu kollektörün optik modeli bir ışın izleme programı olan Tonatiuh ile oluşturuldu. Işın izleme analiz sonuçları ileri işleme için MATLAB programına biner dosya olarak aktarıldı. Soğurucu tübün dış yüzeyindeki ısı akısı dağılımını elde etmek için eğri uydurma ve yüzey uydurma işlemleri yapıldı. Eğri uydurma ve yüzey uydurma işlemlerinden elde edilen denklemler ile Fluent programı için kullanıcı tanımlı fonksiyonlar oluşturuldu. Kullanıcı tanımlı fonksiyonlar tüp akışını ve ısı transferini çözmek için Fluent programında sınır koşulları olarak kullanıldı. Modeli doğrulamak için hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) sonuçları deneysel sonuçlarla karşılaştırıldı. HAD ve deneysel sonuçlar arasındaki maksimum hata %3.58. Buna ek olarak, soğurucu tüp üzerindeki ısı akısı dağılımı altı farklı gelme açısı için analiz edildi. Soğurucu tübün yüzeyindeki toplam güneş enerjisi ve tüp etkisiz uzunlukları Güneş'in bu altı konumu için hesaplandı. Dahası, tübün içindeki ısı transferini artırmak için dört farklı tüp geometrisi incelendi. İncelenen geometri artı şeklinde bir fin. Bu geometri ısı transferi yüzey alanını arttırdığı ve akış özelliklerini iyileştirdiği için, daha iyi ısı transferi sağlar. İncelenen geometriler arasında 30° döndürülmüş artı şeklindeki fin en iyi seçenek oldu.