سلام، مهمان
01-29-2018، 01:26 PM
چکیده:
آبگرمکنهای
خورشیدی پرکاربردترین سیستمهای حرارتی خورشیدی در جهانند. اصلی‌ترین بخش
آنها کلکتور خورشیدی است که انرژی تابشی خورشید را جذب کرده و به سیال عامل
انتقال می‌دهد. استفاده از راندمان قانون اول ترمودینامیک به عنوان یکی از
مهمترین پارامترها جهت معرفی و مقایسه‌ی سیستمهای حرارتی از جمله
کلکتورهای خورشیدی به طور متداول مورد استفاده قرار می‌گیرد. در حالیکه
قانون اول ترمودینامیک به تنهایی قادر به بیان عملکرد کمی و کیفی این
سیستمها نمی‌باشد. در این تحقیق مدلی تئوری و جامع برای تحلیل انرژی (قانون
اول ترمودینامیک) و اگزرژی (قانون دوم ترمودینامیک) کلکتورهای خورشیدی
صفحه تخت و لوله‌ای خلاء با لوله حرارتی ارائه شده که در آن تاثیر
مولفه‌های طراحی کلکتور روی عملکرد آن قابل بررسی است. پس از ارزیابی و
تایید این مدل با استفاده از نتایج آزمایشات عملی به بررسی تاثیر
پارامترهای طراحی مختلف روی راندمان انرژی و اگزرژی کلکتور پرداخته شده
است.
مقدمه:
طبق
آمار استخراج شده در سال ۲۰۰۶، %۸۱ انرژی مصرفی در جهان توسط منابع فسیلی
تامین می‌گردد [۱]. با ادامه‌ی این روند علاوه بر مشکلات حاصل از محدودیت
این منابع، شاهد مشکلات زیست محیطی بسیاری نیز خواهیم بود. گرم شدن زمین در
اثر افزایش گازهای گلخانه‌ای یکی از مهمترین اثرات استفاده‌ی روز افزون
از انرژیهای فسیلی است. افزایش پنج درصدی غلظت دی اکسید کربن که مهمترین
گاز گلخانه‌ای محسوب می‌شود، در جو زمین در فاصله‌ی سالهای ۱۹۹۵ تا ۲۰۰۵
[۱] نمونه‌ای از خطرات زیست محیطی ناشی از ادامه‌ی روند کنونی مصرف سوختهای
فسیلی است که موجب روی آوردن بیشتر بشر به استفاده از انرژیهای پاک و
تجدیدپذیر شده است. بطوریکه طبق سیاستهای منتشر شده استفاده از انرژیهای
تجدیدپذیر در فاصله‌ی سالهای ۲۰۰۸ و ۲۰۳۵ سه برابر می‌شود [۲]. در میان
انواع مختلف انرژیهای تجدیدپذیر انرژی خورشیدی به دلیل دسترسی آسان و هزینه
کارکرد پایین همواره مورد توجه خاصی بوده است. استفاده از این انرژی در دو
مقیاس صنعتی (عمدتاً با هدف تولید برق ) و خانگی ( عمدتاً به منظور تولید
حرارت ) در چند دهه‌ی اخیر رشد چشمگیری داشته است. در مناطق با آب و هوای
گرم میتوان تا %۷۵ نیاز گرمایش آب را با استفاده از سیستمهای حرارتی
خورشیدی تامین کرد. این درصد در مناطق با آب و هوای سرد اروپا تا %۲۰ کاهش
می‌یابد [۱]. آبگرمکنهای خورشیدی به دلیل قیمت پایین و تکنولوژی ساده‌ترش
پرکاربردترین سیستم حرارتی خورشیدی در جهان محسوب می‌شوند. اصلی‌ترین بخش
این سیستمها، کلکتور خورشیدی است که انرژی تابشی خورشید توسط آن جذب
می‌گردد. کلکتور خورشیدی نوع خاصی از مبدل است که انرژی تشعشع خورشید را به
حرارت تبدیل می کند اما از جهات مختلف با مبدلهای حرارتی تفاوت دارد. در
مبدلهای گرمایی، گرما معمولا از طریق جابجایی یا هدایت به سیال دیگر منتقل
می شود و انتقال گرما از طریق تابش در آنها بسیار ناچیز است درحالیکه در یک
کلکتور خورشیدی، انتقال حرارت از طریق تابش دارای نقشی اساسی است. در
سیستمهای خانگی عموماً از کلکتورهای صفحه تخت و لوله‌ای خلاء استفاده
می‌شود. شناخت و ارزیابی دقیق این کلکتورها می‌تواند تاثیر زیادی در طراحی
بهینه‌ی آنها داشته باشد. عمده‌ی تحقیقاتی که در سالهای گذشته روی این
کلکتورها صورت گرفته بر پایه‌ی قانون اول ترمودینامیک بوده است. اما این
تحلیل هیچگونه اطلاعاتی در مورد افت‌ها و بازگشتناپذیریهای داخلی نمی‌دهد و
به تنهایی نمی‌تواند معیار مناسبی جهت ارزیابی کارایی کلکتورهای خورشیدی
باشد. این امر لزوم استفاده از تحلیلهای بر پایه‌ی قانون دوم ترمودینامیک
را نشان می‌دهد. آنالیز اگزرژی واضح ترین تحلیل بر پایه‌ی قانون دوم
ترمودینامیک است. که یکی از مهمترین مزایای آن نسبت به قانون اول در نظر
گرفتن شرایط محیط است که تاثیر بسیاری بر عملکرد سیستم و افزایش یا کاهش
مصرف انرژی دارد. به همین دلیل در این پایان نامه به صورت تئوری و تجربی به
بررسی راندمان انرژی و اگزرژی دو نمونه کلکتور صفحه تخت و لوله‌ای خلاء
موجود در سایت انرژی خورشیدی دانشگاه آزاد واحد تهران جنوب خواهیم پرداخت.
هدف
انرژی
خورشیدی یکی از مهمترین منابع انرژیهای تجدید پذیر و پاک به جهت جایگزینی
سوختهای فسیلی است که استفاده از آن در سراسر جهان رو به گسترش است. این
انرژی به صورت عمده به دو مصرف تولید برق و تولید حرارت می رسد. عمومی ترین
مصرف این انرژی در آبگرمکن های خورشیدی است. در ارزیابی کارایی آبگرمکنهای
خورشیدی از آنالیز انرژی ( قانون اول ) به طور گسترده ای استفاده شده، اما
آنالیز قانون اول به تنهایی معیار مناسبی برای ارزیابی کارایی این سیستمها
نیست، یکی از مهمترین مزایای آنالیز قانون دوم نسبت به قانون اول در نظر
گرفتن شرایط محیط است که تاثیر بسیاری بر عملکرد سیستم و افزایش یا کاهش
مصرف انرژی دارد، به همین دلیل لازم است سیستم بر مبنای قانون دوم ( آنالیز
اگزرژی ) نیز بررسی شود تا بتوان تحلیل بهتری برای بازدهی سیستم و همچنین
یافتن نقایص ترمودینامیکی و فرایندهایی از سیستم که امکان رشد و پیشرفتشان
از لحاظ ترمودینامیکی وجود دارد ارایه داد.
در
این پایان نامه روابط ترمودینامیکی و انتقال حرارت در کلکتورهای خورشیدی
صفحه تخت و لوله‌ای خلاء با لوله حرارتی برای تحلیل آنها بر پایه‌ی قوانین
اول و دوم ترمودینامیک با استفاده از کمترین فرضیات به منظور بدست آوردن
راندمانهای انرژی و اگزرژی آنها و همچنین بررسی تاثیر تغییر پارامترهای
طراحی بر عملکرد کلکتورها مورد بررسی قرار می‌گیرند. مطمئناً نتایج حاصله
در کلیه سیستمهای حرارتی خورشیدی از قبیل گرمایشی و سرمایشی که از این
کلکتورها استفاده می‌کنند قابل استفاده می‌باشند.
متن کامل را می توانید دانلود نمائید
چون فقط تکه هایی از متن پایان نامه در این صفحه درج شده (به طور نمونه)
ولی در فایل دانلودی متن کامل پایان نامه
با فرمت ورد word که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند
موجود است
تعداد صفحه :۱۱۱
قیمت : ۴۸۰۰ تومان
4800 تومان خريد
بلافاصله پس از پرداخت ، لینک دانلود به شما نشان داده می شود
و به ایمیل شما ارسال می شود.
آبگرمکنهای
خورشیدی پرکاربردترین سیستمهای حرارتی خورشیدی در جهانند. اصلی‌ترین بخش
آنها کلکتور خورشیدی است که انرژی تابشی خورشید را جذب کرده و به سیال عامل
انتقال می‌دهد. استفاده از راندمان قانون اول ترمودینامیک به عنوان یکی از
مهمترین پارامترها جهت معرفی و مقایسه‌ی سیستمهای حرارتی از جمله
کلکتورهای خورشیدی به طور متداول مورد استفاده قرار می‌گیرد. در حالیکه
قانون اول ترمودینامیک به تنهایی قادر به بیان عملکرد کمی و کیفی این
سیستمها نمی‌باشد. در این تحقیق مدلی تئوری و جامع برای تحلیل انرژی (قانون
اول ترمودینامیک) و اگزرژی (قانون دوم ترمودینامیک) کلکتورهای خورشیدی
صفحه تخت و لوله‌ای خلاء با لوله حرارتی ارائه شده که در آن تاثیر
مولفه‌های طراحی کلکتور روی عملکرد آن قابل بررسی است. پس از ارزیابی و
تایید این مدل با استفاده از نتایج آزمایشات عملی به بررسی تاثیر
پارامترهای طراحی مختلف روی راندمان انرژی و اگزرژی کلکتور پرداخته شده
است.
مقدمه:
طبق
آمار استخراج شده در سال ۲۰۰۶، %۸۱ انرژی مصرفی در جهان توسط منابع فسیلی
تامین می‌گردد [۱]. با ادامه‌ی این روند علاوه بر مشکلات حاصل از محدودیت
این منابع، شاهد مشکلات زیست محیطی بسیاری نیز خواهیم بود. گرم شدن زمین در
اثر افزایش گازهای گلخانه‌ای یکی از مهمترین اثرات استفاده‌ی روز افزون
از انرژیهای فسیلی است. افزایش پنج درصدی غلظت دی اکسید کربن که مهمترین
گاز گلخانه‌ای محسوب می‌شود، در جو زمین در فاصله‌ی سالهای ۱۹۹۵ تا ۲۰۰۵
[۱] نمونه‌ای از خطرات زیست محیطی ناشی از ادامه‌ی روند کنونی مصرف سوختهای
فسیلی است که موجب روی آوردن بیشتر بشر به استفاده از انرژیهای پاک و
تجدیدپذیر شده است. بطوریکه طبق سیاستهای منتشر شده استفاده از انرژیهای
تجدیدپذیر در فاصله‌ی سالهای ۲۰۰۸ و ۲۰۳۵ سه برابر می‌شود [۲]. در میان
انواع مختلف انرژیهای تجدیدپذیر انرژی خورشیدی به دلیل دسترسی آسان و هزینه
کارکرد پایین همواره مورد توجه خاصی بوده است. استفاده از این انرژی در دو
مقیاس صنعتی (عمدتاً با هدف تولید برق ) و خانگی ( عمدتاً به منظور تولید
حرارت ) در چند دهه‌ی اخیر رشد چشمگیری داشته است. در مناطق با آب و هوای
گرم میتوان تا %۷۵ نیاز گرمایش آب را با استفاده از سیستمهای حرارتی
خورشیدی تامین کرد. این درصد در مناطق با آب و هوای سرد اروپا تا %۲۰ کاهش
می‌یابد [۱]. آبگرمکنهای خورشیدی به دلیل قیمت پایین و تکنولوژی ساده‌ترش
پرکاربردترین سیستم حرارتی خورشیدی در جهان محسوب می‌شوند. اصلی‌ترین بخش
این سیستمها، کلکتور خورشیدی است که انرژی تابشی خورشید توسط آن جذب
می‌گردد. کلکتور خورشیدی نوع خاصی از مبدل است که انرژی تشعشع خورشید را به
حرارت تبدیل می کند اما از جهات مختلف با مبدلهای حرارتی تفاوت دارد. در
مبدلهای گرمایی، گرما معمولا از طریق جابجایی یا هدایت به سیال دیگر منتقل
می شود و انتقال گرما از طریق تابش در آنها بسیار ناچیز است درحالیکه در یک
کلکتور خورشیدی، انتقال حرارت از طریق تابش دارای نقشی اساسی است. در
سیستمهای خانگی عموماً از کلکتورهای صفحه تخت و لوله‌ای خلاء استفاده
می‌شود. شناخت و ارزیابی دقیق این کلکتورها می‌تواند تاثیر زیادی در طراحی
بهینه‌ی آنها داشته باشد. عمده‌ی تحقیقاتی که در سالهای گذشته روی این
کلکتورها صورت گرفته بر پایه‌ی قانون اول ترمودینامیک بوده است. اما این
تحلیل هیچگونه اطلاعاتی در مورد افت‌ها و بازگشتناپذیریهای داخلی نمی‌دهد و
به تنهایی نمی‌تواند معیار مناسبی جهت ارزیابی کارایی کلکتورهای خورشیدی
باشد. این امر لزوم استفاده از تحلیلهای بر پایه‌ی قانون دوم ترمودینامیک
را نشان می‌دهد. آنالیز اگزرژی واضح ترین تحلیل بر پایه‌ی قانون دوم
ترمودینامیک است. که یکی از مهمترین مزایای آن نسبت به قانون اول در نظر
گرفتن شرایط محیط است که تاثیر بسیاری بر عملکرد سیستم و افزایش یا کاهش
مصرف انرژی دارد. به همین دلیل در این پایان نامه به صورت تئوری و تجربی به
بررسی راندمان انرژی و اگزرژی دو نمونه کلکتور صفحه تخت و لوله‌ای خلاء
موجود در سایت انرژی خورشیدی دانشگاه آزاد واحد تهران جنوب خواهیم پرداخت.
هدف
انرژی
خورشیدی یکی از مهمترین منابع انرژیهای تجدید پذیر و پاک به جهت جایگزینی
سوختهای فسیلی است که استفاده از آن در سراسر جهان رو به گسترش است. این
انرژی به صورت عمده به دو مصرف تولید برق و تولید حرارت می رسد. عمومی ترین
مصرف این انرژی در آبگرمکن های خورشیدی است. در ارزیابی کارایی آبگرمکنهای
خورشیدی از آنالیز انرژی ( قانون اول ) به طور گسترده ای استفاده شده، اما
آنالیز قانون اول به تنهایی معیار مناسبی برای ارزیابی کارایی این سیستمها
نیست، یکی از مهمترین مزایای آنالیز قانون دوم نسبت به قانون اول در نظر
گرفتن شرایط محیط است که تاثیر بسیاری بر عملکرد سیستم و افزایش یا کاهش
مصرف انرژی دارد، به همین دلیل لازم است سیستم بر مبنای قانون دوم ( آنالیز
اگزرژی ) نیز بررسی شود تا بتوان تحلیل بهتری برای بازدهی سیستم و همچنین
یافتن نقایص ترمودینامیکی و فرایندهایی از سیستم که امکان رشد و پیشرفتشان
از لحاظ ترمودینامیکی وجود دارد ارایه داد.
در
این پایان نامه روابط ترمودینامیکی و انتقال حرارت در کلکتورهای خورشیدی
صفحه تخت و لوله‌ای خلاء با لوله حرارتی برای تحلیل آنها بر پایه‌ی قوانین
اول و دوم ترمودینامیک با استفاده از کمترین فرضیات به منظور بدست آوردن
راندمانهای انرژی و اگزرژی آنها و همچنین بررسی تاثیر تغییر پارامترهای
طراحی بر عملکرد کلکتورها مورد بررسی قرار می‌گیرند. مطمئناً نتایج حاصله
در کلیه سیستمهای حرارتی خورشیدی از قبیل گرمایشی و سرمایشی که از این
کلکتورها استفاده می‌کنند قابل استفاده می‌باشند.
متن کامل را می توانید دانلود نمائید
چون فقط تکه هایی از متن پایان نامه در این صفحه درج شده (به طور نمونه)
ولی در فایل دانلودی متن کامل پایان نامه
با فرمت ورد word که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند
موجود است
تعداد صفحه :۱۱۱
قیمت : ۴۸۰۰ تومان
4800 تومان خريد
بلافاصله پس از پرداخت ، لینک دانلود به شما نشان داده می شود
و به ایمیل شما ارسال می شود.
