Research Article

YARIM KÜRESEL YÜZEYLİ YUTUCU PLAKA VE DAIRESEL KONIK NOZULLU JET ÇARPMALI HAVALI GÜNEŞ KOLLEKTÖRÜNÜN DENEYSEL VE SAYISAL ANALİZİ

Volume: 11 Number: 23 August 31, 2024
EN TR

YARIM KÜRESEL YÜZEYLİ YUTUCU PLAKA VE DAIRESEL KONIK NOZULLU JET ÇARPMALI HAVALI GÜNEŞ KOLLEKTÖRÜNÜN DENEYSEL VE SAYISAL ANALİZİ

Abstract

Çeşitli endüstriyel ve evsel uygulamalar için sıcak hava üretiminde kullanılan havalı güneş kollektörlerinin (SAC) termal verimliliğini arttırmak için genellikle kollektör geometrisi ve akış modelleri üzerine çalışmalar yapılmaktadır. Jet çarpmalı hava kollektörlerinde (JIPSAC) yutucu plaka ve nozulun geometrik şekli, ısıl performansı önemli bir ölçüde etkilemektedir. Bu çalışmada jet çarpmalı havalı güneş kollektöründe ısıl verimliliğini artırmak için yarı küresel yüzeyli emici plaka (HAP) ve dairesel konik nozul (CTN) çifti önerilmiştir. Konik dairesel nozuldan geçen jet akışlı havanın yarım küre şekilli absorber plakaya çarpmasının ısıl verime etkisini incelemek için deneysel çalışma yapılmıştır. Deneysel sonuçları karşılaştırmak için oluşturulan modelin Ansys Fluent 19.2 versiyonu kullanılarak CFD analizi yapılmıştır. Akış fiziğini görselleştirmeye yardımcı olmak için basınç ve hız akım çizgilerinin konturları sunulmuş ve tartışılmıştır. Deneysel ve sayısal analizlerden, yarı küresel emici plaka ve dairesel konik nozul çifti (HAP-CTN) kullanılan jet çarpmalı havalı güneş kollektörünün ısıl verimliliğinin, düz yutucu plakalı jet çarpmalı havalı güneş kollektörüne kıyasla ortalama çıkış sıcaklığı üzerinde %12.33 lük bir artış sağladığı görülmüştür. HAP-CTN çifti kullanılan JIPSAC’ da aynı kombinasyonlar için yapılan deneysel çalışmada kollektörün en yüksek ortalama verimi, 0.0185 kg/s kütlesel debide %24.5 ve en yüksek ortalama kollektör çıkış sıcaklığı 47.8 oC olarak tespit edilmiştir.

Keywords

Hesaplamalı akışkan dinamiği, dairesel konik jet, jet çarpma plakası, yarım küre yutucu plaka, havalı güneş kollektörü

Supporting Institution

HARRAN ÜNİVERSİTESİ BAP

Project Number

19249

References

  1. Sureandhar, G., Srinivasan, G., Muthukumar, P., Senthilmurugan, S., 2021. Performance analysis of arc rib fin embedded in a solar air heater. Therm. Sci. Eng. Prog. 23 https://doi.org/10.1016/j.tsep.2021.100891.
  2. Rahmani, E., Moradi, T., Fattahi, A., Delpisheh, M., Karimi, N., Ommi, F., et al., 2021. Numerical simulation of a solar air heater equipped with wavy and raccoon-shaped f ins: The effect of fins’ height. Sustain Energy Technol. Assess. 45, 101227 https:// doi.org/10.1016/j.seta.2021.10122
  3. Parsa, H., Saffar-Avval, M., Hajmohammadi, M.R., 2021. 3D simulation and parametric optimization of a solar air heater with a novel staggered cuboid baffles. Int J. Mech. Sci. 205, 106607 https://doi.org/10.1016/j.ijmecsci.2021.106607.
  4. Amara, W.B., Bouabidi, A., 2023. Experimental studies and 3D simulations for the investigation of thermal performances of a solar air heater with different spiral- shaped baffles heights. J. Build. Eng. 65, 105662.
  5. Khanlari, A., Tuncer, A.D., S¨ ozen, A., Aytaç, I., Çiftçi, E., Variyenli, H.˙ I., 2022. Energy and exergy analysis of a vertical solar air heater with nano-enhanced absorber coating and perforated baffles. Renew. Energy 187, 586–602.
  6. Selimefendigil, F., S ¸irin, C., Ghachem, K., Kolsi, L., Alqahtani, T., Algarni, S., 2022b. Enhancing the performance of a greenhouse drying system by using triple-flow solar air collector with nano-enhanced absorber coating. Case Stud. Therm. Eng. 34, 102011.
  7. Oztürk, M., Yüksel, C., Çiftçi, E., 2024. Investigation of a Photovoltaic–Thermal Solar Dryer System with Double-Pass Solar Air Collectors and Absorber Surfaces Enhanced with Graphene Nanoparticles. Arab. J. Sci. Eng. https://doi.org/10.1007/s13369- 024-08717-z.
  8. Jasyal, N.K., Sharma, S.L., Debbarma, A., 2023. Performance analysis of solar air heater using triangular corrugated absorber under jet impingement. Energy Sources, Part A: Recovery, Util., Environ. Eff. 45 (3), 9063–9080.
  9. Ho, C.D., Lin, C.S., Chuang, Y.C., Chao, C.C., 2013. Performance improvement of wire mesh packed double-pass solar air heaters with external recycle. Renew. Energy 57, 479–489.
  10. Gürbüz, E.Y., Sahinkesen, ˙ I., Kusun, B., Tuncer, A.D., Keçebas¸, A., 2023. Enhancing the performance of an unglazed solar air collector using mesh tubes and Fe3O4 nano- enhanced absorber coating. Energy 277, 127704.
APA
Sancar, İ., Bulut, H., & Karadağ, R. (2024). YARIM KÜRESEL YÜZEYLİ YUTUCU PLAKA VE DAIRESEL KONIK NOZULLU JET ÇARPMALI HAVALI GÜNEŞ KOLLEKTÖRÜNÜN DENEYSEL VE SAYISAL ANALİZİ. Adıyaman Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 11(23), 332-351. https://doi.org/10.54365/adyumbd.1490486
AMA
1.Sancar İ, Bulut H, Karadağ R. YARIM KÜRESEL YÜZEYLİ YUTUCU PLAKA VE DAIRESEL KONIK NOZULLU JET ÇARPMALI HAVALI GÜNEŞ KOLLEKTÖRÜNÜN DENEYSEL VE SAYISAL ANALİZİ. Adıyaman Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2024;11(23):332-351. doi:10.54365/adyumbd.1490486
Chicago
Sancar, İbrahim, Hüsamettin Bulut, and Refet Karadağ. 2024. “YARIM KÜRESEL YÜZEYLİ YUTUCU PLAKA VE DAIRESEL KONIK NOZULLU JET ÇARPMALI HAVALI GÜNEŞ KOLLEKTÖRÜNÜN DENEYSEL VE SAYISAL ANALİZİ”. Adıyaman Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 11 (23): 332-51. https://doi.org/10.54365/adyumbd.1490486.
EndNote
Sancar İ, Bulut H, Karadağ R (August 1, 2024) YARIM KÜRESEL YÜZEYLİ YUTUCU PLAKA VE DAIRESEL KONIK NOZULLU JET ÇARPMALI HAVALI GÜNEŞ KOLLEKTÖRÜNÜN DENEYSEL VE SAYISAL ANALİZİ. Adıyaman Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 11 23 332–351.
IEEE
[1]İ. Sancar, H. Bulut, and R. Karadağ, “YARIM KÜRESEL YÜZEYLİ YUTUCU PLAKA VE DAIRESEL KONIK NOZULLU JET ÇARPMALI HAVALI GÜNEŞ KOLLEKTÖRÜNÜN DENEYSEL VE SAYISAL ANALİZİ”, Adıyaman Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, vol. 11, no. 23, pp. 332–351, Aug. 2024, doi: 10.54365/adyumbd.1490486.
ISNAD
Sancar, İbrahim - Bulut, Hüsamettin - Karadağ, Refet. “YARIM KÜRESEL YÜZEYLİ YUTUCU PLAKA VE DAIRESEL KONIK NOZULLU JET ÇARPMALI HAVALI GÜNEŞ KOLLEKTÖRÜNÜN DENEYSEL VE SAYISAL ANALİZİ”. Adıyaman Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 11/23 (August 1, 2024): 332-351. https://doi.org/10.54365/adyumbd.1490486.
JAMA
1.Sancar İ, Bulut H, Karadağ R. YARIM KÜRESEL YÜZEYLİ YUTUCU PLAKA VE DAIRESEL KONIK NOZULLU JET ÇARPMALI HAVALI GÜNEŞ KOLLEKTÖRÜNÜN DENEYSEL VE SAYISAL ANALİZİ. Adıyaman Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2024;11:332–351.
MLA
Sancar, İbrahim, et al. “YARIM KÜRESEL YÜZEYLİ YUTUCU PLAKA VE DAIRESEL KONIK NOZULLU JET ÇARPMALI HAVALI GÜNEŞ KOLLEKTÖRÜNÜN DENEYSEL VE SAYISAL ANALİZİ”. Adıyaman Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, vol. 11, no. 23, Aug. 2024, pp. 332-51, doi:10.54365/adyumbd.1490486.
Vancouver
1.İbrahim Sancar, Hüsamettin Bulut, Refet Karadağ. YARIM KÜRESEL YÜZEYLİ YUTUCU PLAKA VE DAIRESEL KONIK NOZULLU JET ÇARPMALI HAVALI GÜNEŞ KOLLEKTÖRÜNÜN DENEYSEL VE SAYISAL ANALİZİ. Adıyaman Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2024 Aug. 1;11(23):332-51. doi:10.54365/adyumbd.1490486