Nanoakışkanlı vakum tüplü güneş kollektörlerinde ısı transferinin sayısal analizi

Abstract

Bu çalışmada vakum tüplü güneş kollektörlerinde su ve su bazlı nanoakışkanların hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) kullanılarak sayısal analizi yapılmıştır. Çalışmanın doğrulaması bir deneysel ve iki farklı nümerik sonuçlar ile karşılaştırılarak yapılmıştır. Analizler ile su bazlı Al2O3 ve CuO nanoakışkanlarının farklı hacimsel nanopartikül oranları, farklı kollektör açıları, farklı debiler ve farklı vakum tüp sayıları için suya göre ısı transferine etkileri incelenmiştir. Kollektör tankının çıkışındaki sıcaklık Boussinesq yaklaşımı kullanılarak hesaplanmıştır. Vakum tüplü güneş kollektör sistemlerinde nanoakışkan kullanımının ısı transferinde iyileşme gerçekleştirdiği tespit edilmiş ve en iyi iyileşme CuO-Su nanoakışkanında elde edilmiştir.

In this study, numerical analysis of water and water based nanofluids in ETSCs were made by using CFD. Validation of the study was made by comparing an experimental and two different numerical results. Thanks to the analyzes, the effects of water based Al2O3-H2O and CuO-H2O nanofluids compared to water on heat transfer for different volume fractions of nanoparticle, different collector angles, different mass flow rates and different numbers of evacuated tubes were examined. According to these parameters, the thermal and hydraulic statuses of the collector were examined by using the Boussinesq Approximation and the tank outlet temperatures were determined. It has been determined that the use of nanofluid in ETSC systems has improved heat transfer and the best improvement was obtained with CuO-H2O nanofluid.