مرور پژوهش‌های انجام شده در زمینه هواگرم‌کن‌های خورشیدی
کد مقاله : 1565-ISME2026
نویسندگان
سحر نامداری دهلقی *
______
چکیده مقاله
با کاهش منابع انرژی فسیلی، استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر به‌ویژه انرژی خورشیدی اهمیت یافته است. هواگرم‌کن‌های خورشیدی در گرمایش فضا، فرآیندهای صنعتی و خشک‌کردن محصولات کاربرد دارند و انرژی تابشی خورشید را به گرما تبدیل می‌کنند تا دمای هوای عبوری افزایش یابد. ارتقای عملکرد آن‌ها از طریق بهبود انتقال حرارت، تغییر هندسه کانال، زبری مصنوعی و استفاده از پوشش‌ها امکان‌پذیر است. تحلیل هم‌زمان بر پایه قوانین اول و دوم ترمودینامیک اهمیت دارد، زیرا شاخص اگزرژی کارایی واقعی انرژی را نشان می‌دهد. این سامانه‌ها به دو گروه فعال و غیرفعال تقسیم می‌شوند؛ در سامانه‌های فعال جریان هوا با فن ایجاد می‌شود و در سامانه‌های غیرفعال، حرکت هوا ناشی از اختلاف چگالی است. این مقاله مروری آخرین پیشرفت‌ها در طراحی و تحلیل هواگرم‌کن‌های خورشیدی را در سه بخش بررسی می‌کند: مطالعات تجربی و آزمایشگاهی، مدل‌سازی عددی و ترمودینامیکی، و تحلیل‌های CFD. نتایج مطالعات تجربی نشان می‌دهد که مجرای مارپیچی، صفحات جاذب با زبری گسسته و پوشش‌ها، بازده حرارتی را افزایش می‌دهند. در مدل‌سازی عددی، استفاده از بافل‌های مورب، پره‌های متغیر و زبری پیچشی عملکرد حرارتی و اگزرژی بهبود یافته است. تحلیل‌های CFD نیز اثر هندسه کانال، زبری و نرخ جریان بر انتقال حرارت و افت فشار را شبیه‌سازی کرده‌اند. این مرور، چشم‌اندازی از پیشرفت‌ها و چالش‌های هواگرم‌کن‌های خورشیدی ارائه کرده و مسیر تحقیقات آینده را مشخص می‌کند.
کلیدواژه ها
هواگرم‌کن خورشیدی، تحلیل اگزرژی، انرژی خورشیدی، دینامیک سیالات محاسباتی (CFD)
وضعیت: پذیرفته شده برای ارائه شفاهی