Блог

Apr 11, 2023

Экспериментальное исследование солнечного параболического коллектора с использованием воды

Научные отчеты, том 13,

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 7398 (2023) Цитировать эту статью

404 Доступа

1 Альтметрика

Подробности о метриках

Ограниченная экспериментальная работа была посвящена многостенным углеродным нанотрубкам (MWCNT) — водной наножидкости с поверхностно-активным веществом в солнечном параболическом коллекторе при низких объемных концентрациях. При больших объемах концентрированной наножидкости падение давления в большей степени обусловлено увеличением вязкости рабочей жидкости и увеличением стоимости наночастиц; следовательно, это неэкономично. В этом отчете предпринята попытка использовать поверхностно-активное вещество додецилбензолсульфонат натрия (SDBS) в малообъемной концентрированной наножидкости MWCNT-вода для обеспечения эффективной теплопередачи в приложениях солнечных параболических коллекторов. Стабильную наножидкость МУНТ-вода готовили при объемных концентрациях 0,0158, 0,0238 и 0,0317. Эксперименты проводились с 10:00 до 16:00 при скоростях потока 6, 6,5 и 7 л/мин в соответствии со стандартами ASHRAE. При расходе рабочей жидкости 7 л/мин наличие минимальной разницы температур между рабочей жидкостью и трубкой абсорбера приводит к лучшей теплопередаче. Повышенная объемная концентрация МУНТ в воде усиливает взаимодействие площади поверхности между водой и наночастицами МУНТ. Это приводит к максимальной эффективности солнечного параболического коллектора на уровне 0,0317 об.% при скорости потока 7 л/мин, что на 10–11% выше, чем у дистиллированной воды.

Увеличение спроса на энергию и такие проблемы, как глобальное потепление и опасные выбросы ископаемого топлива, привели к переходу к возобновляемым источникам энергии. Солнечная энергия была одним из многообещающих вариантов удовлетворения нынешних потребностей в энергии. Солнечную энергию можно получать с помощью солнечных коллекторов и фотоэлектрических элементов. Фотоэлектрические элементы напрямую преобразуют солнечную энергию в электрическую, а солнечные коллекторы используются для применений с более высокими температурами. Параболический коллектор представляет собой солнечный коллектор линейного концентраторного типа, который работает при температуре 150–400 °C1. Параболический коллектор состоит из зеркала или коллектора, отражающего солнечное излучение и имеющего форму параболы, и поглотительной трубки или приемной трубки, принимающей излучение от зеркала и расположенной в фокусе зеркала. Поглотительная трубка передает тепло рабочей среде. Эта нагретая жидкость используется в промышленности и энергетике. Модификация приемной трубки и рабочей среды улучшает теплообмен в параболическом коллекторе. Модификация приемной трубки означает изменение материала приемной трубки, нанесение термического покрытия на приемную трубку, изменение конструкции приемной трубки, изменение внутренней поверхности приемной трубки и добавление эффективного стеклянного покрытия на внешнюю поверхность приемной трубки. Для приемной трубки были выбраны материалы с более высокой теплопроводностью. Продвижение рабочей жидкости может быть достигнуто путем введения наночастиц в базовую жидкость, и такая жидкость известна как наножидкости. В наножидкостях роль наночастиц заключается в усилении теплопередачи за счет увеличения теплопроводности рабочей жидкости. Следовательно, в наножидкостях используются наночастицы с более высокой теплопроводностью. Многие исследователи работали над влиянием объемной концентрации наножидкости, объемного расхода и материала поглощающей трубки на производительность солнечных параболических коллекторов. Учитывается также влияние погодных условий и интенсивность солнечной радиации. Подробный обзор литературы был проведен по перечисленным выше параметрам, которые обсуждаются ниже. Эксперименты проводились для различных покрытий и материалов приемной трубки с использованием объемных долей УНТ-масла 0,2 и 0,3 об.% в качестве Функционирующей жидкости. Эксперименты проводились с параболическим коллектором для проверки оптических и тепловых характеристик поглотительной трубки. Они обнаружили, что черная хромированная вакуумная медная трубка дает хорошие результаты2. Экспериментальная работа проводилась путем нанесения наночастиц УНТ размером 20–40 нм на медную трубку поглотителя.