A Parametric study on the performance of cylindrical parabolic concentraiting solar collectors
Silindirik parabolik yansıtıcılı güneş kollektörlerinin performansı üzerine parametrik bir çalışma
- Tez No: 50465
- Danışmanlar: DOÇ.DR. HALUK ÖRS
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 1996
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 61
Özet
Silindirik parabolik yansıtıcılı güneş kollektörlerinin performansı üzerine dizayn optimizasyonuna yönelik parametrik bir analiz çalışması yapıldı. Bu amaçla, bu tip kollektörlerin dizayn ve analizinde kullanılabilecek genel bir simülasyon programı hazırlandı. Programda kullanılan teori ve analiz metodu, Sukhatme'nin çalışması esas alınarak geliştirildi. Analize esas olan veriler, tanımlanan beş farklı oryantasyon ve izleme modundan biri, kollektörün bağıl açıklığı ve boyu, absorber borunun ve onun eşeksenli saydam kılıfının iç ve dış çapları, yansıtıcı yüzeyin yansıtma oranı, saydam kılıfın yayma ve geçirme oranları, absorber borunun yayma ve yutma oranları, gölgeleme faktörü, bulunulan yerin boylamı, tarih, saat, ortam sıcaklığı, rüzgar hızı, akışkanın kütlesel debisi ve absorber boruya giriş sıcaklığıdır. Bu verilerden hareketle, kollektör etkenlik faktörü, ısı çekim faktörü, toplam kayıp katsayısı, birim zamanda toplanan faydalı ısı, akışkanın absorber borudan çıkış sıcaklığı, anlık ısıl ve optik verim değerleri hesaplanmaktadır. Performansı etkileyen önemli parametrelerin, oryantasyon ve izleme modu, akışkan giriş sıcaklığı ve kütlesel debisi, absorber yüzeyin seçicilik özelliği ve kollektörün yoğunlaştırma oranı olduğu görüldü. Geometrik tasarım parametreleri olan boyutları için sayısal değerler saptanan bir modelin belirli çalışma şartlan altındaki davranışı da incelendi. Geliştirilen özgün tasarım modelinin boyutları, 40 mm dış çapında, 0.75 mm et kalınlığında ve 1.2 m boyunda standard bir floresan lamba tüpü esas alınarak belirlendi. Simülasyon sonuçları, İstanbul için ortalama değer olan 41° Kuzey boylamı için üretildi. Bu kılıfın içerisinden geçecek absorber borunun çapı 1/2" olarak belirlendi. Çıkışlar ve sonuçlar, birim zamanda toplanan faydalı ısı ve anlık ısıl verimin, kollektörün yoğunlaştırma oranının, akışkanın kütlesel debisinin ve absorber boru yüzeyinin seçicilik özelliğinin artmasıyla yükseldiğini göstermektedir. Yoğunlaştırma oranının arttırılması, akışkan çıkış sıcaklığının artmasına, kütlesel debinin arttırılması ise, bu sıcaklığın azalmasına neden olmaktadır. Elde edilebilecek sıcaklık farkı, akışkan giriş sıcaklığının arttırılması ile düşmektedir. Kollektör uzunluğunun arttırılmasının en belirgin etkisi, akışkan çıkış sıcaklığındaki yükselmedir.
Özet (Çeviri)
Ill ABSTRACT A parametric analysis on the performance of cylindrical parabolic concentrating solar collectors is presented to yield a design optimisation. For this purpose, a general simulation program to be used in design and analysis of these collectors has been prepared. Theory and method of analysis used in the program is based on Sukhatme's work. The input data for the analysis are; one of the five described orientation and tracking modes, aperture and length of the concentrator, inside and outside diameters of the absorber tube and its concentric transparent cover, specular reflectivity of concentrator surface, emissivity and transmissivity of the transparent cover, emissivity and absorptivity of the absorber tube surface, intercept factor, latitude of the location, date of the year, time of the day, ambient temperature, wind speed, mass flow rate and inlet temperature of the working fluid. With these input data; collector efficiency factor, collector heat-removal factor, overall loss coefficient, useful heat gain rate, exit temperature of the working fluid, instantaneous collection efficiency, instantaneous efficiency on the basis of beam radiation alone and optical efficiency are computed. The important parameters affecting the performance are the orientation and tracking mode, inlet temperature and mass flow rate of the working fluid, selectivity of absorber tube, and concentration ratio. A model collector with proposed dimensions has also been studied under some operational conditions. The geometrical design parameters of this novel design have been determined considering the standard dimensions of the long type strip lights, outer diameter 40 mm, wall thickness 0.75 mm and length 1.2 m. The absorber tube to be placed inside this cover has been suggested to have a nominal diameter of 1/2 inches. The simulation has been carried out for the latitude +41 degrees which is the approximate value for Istanbul, Turkey. The outputs and results show that useful heat gain rate and instantaneous collection efficiency increase with concentration ratio, mass flow rate of working fluid and selectivity of absorber tube surface. The increase in concentration ratio has caused the exit temperature to raise, while the increase in mass flow fate caused it to drop. The temperature difference that can be obtained drops with the increase in fluid inlet temperature. The length of the concentrator has a significant effect on the exit temperature, causing it to raise.
Benzer Tezler
- Konformal anten dizilerinin sentezi için optimizasyon yaklaşımı
Optimization approach for the synthesis of conformal antenna arrays
MAHMUD ESAD YİĞİT
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT TAYFUN GÜNEL
- Tel kanatlı yoğuşturucuların hava tarafı ısıl ve akış performansının incelenmesi
Investigation of airside thermal and flow performance of wire-on-tube condensers
ALİŞAN GÖNÜL
Doktora
Türkçe
2020
EnerjiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZDEN AĞRA
- Dar gözenekli kanalların akustik ve akış davranışlarının optimizasyonu - dizel partikül filtresine uygulanması
Optimization of acoustic and flow behavior of narrow porous channels - applied to the diesel particulate filter
SİNEM ÖZTÜRK
Doktora
Türkçe
2016
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALUK EROL
- Nanoakışkan kullanılan kalın cidarlı mikroborularda ısıl performansın sayısal olarak araştırılması
Numerical investigation of thermal performance in thick walled micropipes using nano fluid
SAJED ZENDEHDEL SHEKARDASHT