مدلسازی عددی جریان و انتقال حرارت سه بعدی دائم درون لوله یک انتها بسته

در این مقاله ، جریان و انتقال حرارت جابجایی طبیعی در لوله یک انتها بستهی کلکتور خورشیدی خلأ شده در حالت پایا به روش عددی حل شده است. توزیع شار حرارتی خورشید روی سطح جانبیلوله غیر یکنواخت بوده و بستگی به زاویه شیب کلکتور دارد. شرایط هندسی لوله مفروض و نیز توزیع غیر یکنواخت شار خورشید، موجب پیچیدگی ماهیت جریان داخل لوله و نیز سه بعدی بودن آن میشود. بنابراین معادلات حاکم (شامل معادلات پیوستگی، حرکت و انرژی)در مختصات استوانه ای سه بعدی (r,θ,z) به روش عددی حجم محدود و به کمک شبکه هم مکان حل می شود. جریان بصورت دائم و آرام با خواص ثابت در نظر گرفته می شود . برای بدست آوردن میدان سرعت از الگوریتم سیمپل و در حل معادلات گسسته از روش SIP استفاده می شود. با توجه به این که جریان ایجاد شده ناشی ازپدیده ترموسیفون در لوله ها ، تحت تأثیر ابعاد و شیب لوله می باشد، در این پروژه اثر زاویه شیب لوله نسبت به سطح افق و نیز نسبت طول به قطر آن بررسی میشود. علاوه بر این، با توجه به اینکه ماکسیمم شار دریافتی توسط لوله، به زاویه شیب کلکتور بستگی دارد، اثر تغییرات ماکسیمم شار دریافتی نیز مورد بررسی قرار می- گیرد. نتایج بدست آمده نشان میدهد که با افزایش نسبت طول به قطر جریانی گرمتر اما با شدتی کمتر در خروجی لوله خواهیم داشت.