Новости

Apr 10, 2023

Экспериментальное и TDDFT-моделирование тепловых характеристик и оптимизации энтропии материалов Williamson Cu

Научные отчеты, том 12,

Том 12 научных отчетов, номер статьи: 18130 (2022 г.) Цитировать эту статью

768 Доступов

26 цитат

Подробности о метриках

Текущее исследование уделяет особое внимание оценке энтропии в пористой среде потока наножидкости Уильямсона (WNF) мимо экспоненциально расширяющейся горизонтальной пластины с солнечным коллектором с параболическим желобом (PTSC). Два типа наножидкостей, такие как медь-метанол (Cu-MeOH) и глинозем-метанол (Al2O3-MeOH), были протестированы, обсуждены и построены графически. Изготовленные наночастицы изучаются с использованием различных методов, включая метод TDDFT/DMOL3 в качестве моделирования и измерения SEM в качестве экспериментального метода. Длины центроидов димера составляют 3,02 Å, 3,27 Å и 2,49 Å для (Cu-MeOH), (Al2O3-MeOH) и (Cu-MeOH-αAl-MOH) соответственно. Адекватные преобразования подобия были применены для преобразования уравнения в частных производных (ЧДУ) в нелинейные обыкновенные дифференциальные уравнения (ОДУ) с соответствующими граничными ограничениями. Увеличение чисел Бринкмана и Рейнольдса увеличивает общую энтропию системы. Параметр WNF увеличивает скорость нагрева в PTSC. Термический КПД Cu-MeOH выше, чем у Al2O3-MeOH, минимум на 0,8% и максимум на 6,6% при различных значениях параметров.

В настоящее время никто не может отрицать насущную необходимость найти возобновляемый и устойчивый источник энергии для производства электроэнергии, который обеспечит удовлетворение огромного спроса на энергию. Таким образом, солнечная энергия считается самым большим ресурсом по сравнению с другими формами возобновляемых источников энергии. Основная цель солнечной энергии — поглощать больше солнечной энергии, чтобы сконцентрироваться на повышении рабочей температуры. Хорошо известными эффективными концентрирующими солнечными системами, которые могут достигать повышенных температур, являются линейные коллекторы Френеля, центральная башня, тарельчатые коллекторы и параболические желоба. В последние годы были широко исследованы и испытаны несколько форм параболических желобных коллекторов с целью найти устойчивый источник энергии для выработки электроэнергии. Помимо параболических конструктивных параметров коллектора, исследователи сейчас сосредоточены на модификации трубок-поглотителей. Эффективность коллектора повышается за счет способности поглощения солнечной энергии поглощающей трубой. Абсорбционная труба расположена между рабочей жидкостью и солнечным излучением, которое нагревает трубку абсорбера. поглощение солнечной энергии позволяет трубке поглотителя нагреваться. Затем тепло передается жидкости посредством конвекционного процесса, проходя через внешнюю сторону абсорбционной трубки к ее внутренней стороне. Промежуточные потери тепла из-за режимов теплопередачи с поверхности горячей трубки абсорбера в атмосферу приводят к снижению производительности коллектора. Область энергичных исследований1 направлена ​​на оптимизацию гелиакического поглощения этих жидкостей.

В фотоэлектрических панелях с термопоглощением и улучшенными оптическими свойствами наножидкости являются подходящей заменой традиционных рабочих жидкостей. Согласно имеющимся исследованиям выяснилось, что были проведены многочисленные анализы для изучения термического повышения эффективности PTSC с использованием различных наночастиц. В последние годы наножидкости, представляющие собой комбинацию чисто жидких и металлических наночастиц, привлекли значительное внимание из-за их необычайных теплофизических свойств. Акбарзаде и Валипур2 исследовали термическое улучшение параболических желобов с наножидкостью. Наножидкость готовили по двухэтапному протоколу для анализа при концентрации частиц 0,05%, 0,1% и 40,3%. Они проанализировали, что меньшие концентрации приводят к выравниванию эффективности устройства. Сахин и др.3 показали, что бинарные наножидкости обладают более хорошими свойствами, чем обычные наножидкости. Правильная дисперсия наночастиц является важной проблемой для достаточного поглощения солнечной энергии. Интенсивный обзор наножидкостей был изучен Саркаром и др.4. Использование наножидкости Al2O3/синтетического масла широко исследовалось многими исследователями. Правильная гибридизация может сделать гибридные наножидкости чрезвычайно перспективными для улучшения теплопередачи. Ван и др.5 доказали, что использование наножидкости Al2O3/синтетическое масло в качестве рабочей жидкости может значительно снизить температурные градиенты в абсорбере. Они обнаружили, что рост концентрации частиц приводит к уменьшению деформации поглотителя.