شبیه‌سازی عددی استخر خورشیدی گرادیان نمک بااستفاده از تابع تخمین شدت تابش خورشیدی به همراه اثر سایه دیوارها

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار مهندسی مکانیک دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه کاشان کاشان ایران

2 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه کاشان، کاشان

3 مجتمع مکانیک، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، ایران

چکیده

در این تحقیق تابع تخمین تابش خورشیدی بر اساس جرم هوا و آمار روزهای آفتابی و ابری جهت استفاده در مدل‌سازی عددی استخرهای خورشیدی معرفی شده است. استخرهای خورشیدی یکی از روش‌های جذب تابش خورشیدی و ذخیره سازی آن به صورت حرارت با دوره-های ذخیره طولانی‌مدت می‌باشند. این تحقیق با کد شبیه‌سازی یک بعدی، نسبت به تحلیل عملکرد حرارتی استخرهای خورشیدی گرادیان نمک اقدام می‌نماید. در مدل‌سازی عددی با حذف فرضیات معمول، شرایط محیطی به صورت واقعی‌تر لحاظ شده‌اند. این شرایط دمای محیط متغیر برحسب روز و ساعت، تابعیت خواص محلول آب و نمک از دما و غلظت، متغیر شدت تابش بر حسب زاویه فراز خورشید و تاثیر سایه دیوارها در استخر بوده است. تحلیل گذرا انجام شده و شرایط روز و شب لحاظ شده‌اند. نوآوری روش مورد استفاده، مربوط به تخمین شدت تابش خورشیدی با استفاده از مفهوم جرم هوا و مقدار ابری بودن آسمان بوده است. رابطه‌ای نوین جهت محاسبه فاکتور پوشش ابر ارائه نموده، که از آمار روزهای ابری و نیمه ابری محل وقوع استخر استخراج گردیده و شدت تابش با میزان اندازه‌گیری شده تجربی مقایسه شده است. از رابطه پیشنهاد شده می‌توان به تخمین شدت تابش برای محل‌هایی که آمار و یا ابزار و تجهیزات برای ثبت شدت تابش وجود ندارد اشاره کرد. شدت تابش بدست آمده در مدل‌سازی عددی استخر خورشیدی مورد تحقیق با نتایج تجربی موجود تطابق خوبی دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Numerical Simulation of salt-gradient Solar Pond Using Solar Radiation Intensity Function with Wall Shading Effect

نویسندگان [English]

  • Ali Akbar Abbasian Arani 1
  • Javad Amini Froshani 2
  • Mohammad Gandomkar 3
1 Associate Professor Mechanical Engineering Department University of Kashan Kashan Iran
2 Mechanical Engineering Department, University of Kashan, Kashan, Iran
3 Faculty of Mechanics, Malek Ashtar University of Technology, Iran
چکیده [English]

This paper introduces solar radiation estimation function based on air mass and the statistics information about sunny and cloudy days for use in numerical modeling of solar ponds. Solar ponds are one of the methods of absorbing solar radiation and storage it with long storage periods. By using one-dimensional simulation, the performance of salt gradient solar pond is investigated. By removing the usual assumptions, it is attempted to take into account the effects of environmental conditions more realistically. These conditions included the variability of ambient temperature by day and hour, the solubility of salt depend on temperature and concentration, the variability of radiation intensity with respect to the angle of elevation of the sun, and the effect of wall shading on the pond. The analysis is transient and the day and night conditions are included. The innovation was to estimate the intensity of solar radiation using the concept of air mass and the amount of cloudy sky. A relation for the calculation of cloud cover factor, which was extracted using the statistics of cloudy and semi-cloudy days and was compared with empirically amount. The ability of this relationship is to estimate the radiation intensity for locations where statistics or tools and equipment for recording radiation intensity are missing. Presented results show that the radiation intensity is in good agreement with the existing experimental data.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Solar pond
  • numerical simulation
  • Solar intensity prediction
  • Storage energy system
  • Solar Energy