دراسة فعالية المركز الشمسي االسطواني القطع المكافئ باستخدام الموائع النانوية في صحراء الجزائرPTC

Abstract

الھدف الرئیسي لھذا العمل ھو تحسين الأداء الحراري للمركز الشمسي الاسطواني القطع المكافئ باستخدام سوائل أكسيد المعادن النانوية (SiO₂ ،Al₂O₃ ، TiO2،CuO) القائمة على Therminol VP-1™و الماء بتركيز حجمي %4كسوائل ناقلة للحرارة .تم تطوير نموذج محاكاة بلغة الماتلاب باستخدام طریقة الفروق المنتھیة, وتم التحقق من صحته بمقارنته مع نتائج تجريبية و نموذج آخر، أثبتت النتائج توافقًا جيدًا في درجة حرارة المخرج بنسبة خطأ % 0.184 و% 0. 029 للدراسة التجريبية و النظرية على التوالي. علاوة على ذلك، تم دراسة النماذج النظرية المختلفة للخصائص الحرارية للسوائل النانوية لتحديد النموذج الذي يتوافق ويحاكي الدراسة. أظهرت النتائج أن الموائع النانوية زادت في الكفاءة الحرارية لنظام مقارنة بالسوائل الأساسية. وقد وُجد أن المائع النانوي CuO / TherminolVP-1™ و الماء CuO/ أظهرأعلى زيادة في الكفاءة الحرارية بنسبة %1.065 و%0.35 على التوالي مقارنة بالسوائل الأساسية الملخص: الھدف الرئیسي لھذا العمل ھو تحسين الأداء الحراري للمركز الشمسي الاسطواني القطع المكافئ باستخدام سوائل أكسيد المعادن النانوية (SiO₂ ،Al₂O₃ ، TiO2،CuO) القائمة على Therminol VP-1™و الماء بتركيز حجمي %4كسوائل ناقلة للحرارة .تم تطوير نموذج محاكاة بلغة الماتلاب باستخدام طریقة الفروق المنتھیة, وتم التحقق من صحته بمقارنته مع نتائج تجريبية و نموذج آخر، أثبتت النتائج توافقًا جيدًا في درجة حرارة المخرج بنسبة خطأ % 0.184 و% 0. 029 للدراسة التجريبية و النظرية على التوالي. علاوة على ذلك، تم دراسة النماذج النظرية المختلفة للخصائص الحرارية للسوائل النانوية لتحديد النموذج الذي يتوافق ويحاكي الدراسة. أظهرت النتائج أن الموائع النانوية زادت في الكفاءة الحرارية لنظام مقارنة بالسوائل الأساسية. وقد وُجد أن المائع النانوي CuO / TherminolVP-1™ و الماء CuO/ أظهرأعلى زيادة في الكفاءة الحرارية بنسبة %1.065 و%0.35 على التوالي مقارنة بالسوائل الأساسية

The main objective of this work is to improve the thermal performance of a Parabolic Trough Solar Collector using metal oxide nanofluids (SiO₂, Al₂O₃, TiO2, CuO) based on Therminol VP-1™ and water at 4 % volumetric concentration as heat-transmitting fluids. A simulation model was developed in Matlab using the implicit finite difference method. and validated by comparing it with experimental results and another model. The results showed best agreement in outlet temperature with error ratio of 0.184% and 0.029% for experimental and theoretical study respectively. Moreover, different theoretical models for the thermal properties of nanofluids were studied to determine the model that matches and simulates the study. The findings indicated that nano fluids enhanced the thermal efficiency of the PTC system compared to the base fluids. Specifically, CuO/Therminol VP-1™ and CuO/water demonstrated the most significant improvement,increasing thermal efficiency by 1.065% and 0.35%, respectively, compared to the base fluids

L'objectif principal de ce travail est d'améliorer les performances thermiques d'un capteur solaire cylindro-parabolique en utilisant des nanofluides d'oxyde métallique (SiO₂, Al₂O₃, TiO2, CuO) à base de Therminol VP-1™ et de l'eau à une concentration volumétrique de 4 % comme fluides de transmission de chaleur. Un modèle de simulation a été développé sur Matlab en utilisant la méthode des différences finies implicites et validé en le comparant aux résultats expérimentaux ainsi qu'à un autre modèle. Les résultats ont montré une bonne concordance de la température de sortie avec un taux d'erreur de 0.184 % et 0.029 % pour les études expérimentales et théoriques respectivement. De plus, différents modèles théoriques pour les propriétés thermiques des nanofluides ont été étudiés pour déterminer le modèle qui correspond et simule l'étude. Les résultats ont indiqué que les nanofluides amélioraient l'efficacité thermique du système CCP par rapport aux fluides de base. Plus précisément, CuO/Therminol VP-1™ et CuO/eau ont démontré l’amélioration la plus significative, augmentant l’efficacité thermique de 1.065 % et 0.35 %, respectivement, par rapport aux fluides de base