دانلود مقاله همرفت فتوترمال نانوسیال مغناطیسی در کلکتور خورشیدی جذب مستقیم
ترجمه نشده

دانلود مقاله همرفت فتوترمال نانوسیال مغناطیسی در کلکتور خورشیدی جذب مستقیم

عنوان فارسی مقاله: همرفت فتوترمال یک نانوسیال مغناطیسی در یک کلکتور خورشیدی جذب مستقیم
عنوان انگلیسی مقاله: Photothermal convection of a magnetic nanofluid in a direct absorption solar collector
مجله/کنفرانس: انرژی خورشیدی - Solar Energy
رشته های تحصیلی مرتبط: مهندسی مکانیک - مهندسی انرژی
گرایش های تحصیلی مرتبط: مکانیک سیالات - انرژی های تجدیدپذیر - فناوری انرژی - تبدیل انرژی
کلمات کلیدی فارسی: نانو سیال - کلکتور خورشیدی جذب مستقیم - همرفت مغناطیسی - اکسید آهن - ترموفورز
کلمات کلیدی انگلیسی: Nanofluid - Direct absorption solar collector - Magnetic convection - Iron oxide - Thermophoresis
نوع نگارش مقاله: مقاله پژوهشی (Research Article)
نمایه: Scopus - Master Journal List - JCR
شناسه دیجیتال (DOI): https://doi.org/10.1016/j.solener.2022.04.027
نویسندگان: Boris V. Balakin - Mattias Stava - Anna Kosinska
دانشگاه: Western Norway University of Applied Sciences, Bergen, Norway
ناشر: الزویر - Elsevier
نوع ارائه مقاله: ژورنال
نوع مقاله: ISI
سال انتشار مقاله: 2022
ایمپکت فاکتور: 5.953 در سال 2020
شاخص H_index: 181 در سال 2022
شاخص SJR: 1.337 در سال 2020
شناسه ISSN: 0038-092X
شاخص Quartile (چارک): Q1 در سال 2020
فرمت مقاله انگلیسی: PDF
تعداد صفحات مقاله انگلیسی: 7
وضعیت ترجمه: ترجمه نشده است
قیمت مقاله انگلیسی: رایگان
آیا این مقاله بیس است: خیر
آیا این مقاله مدل مفهومی دارد: ندارد
آیا این مقاله پرسشنامه دارد: ندارد
آیا این مقاله متغیر دارد: ندارد
آیا این مقاله فرضیه دارد: ندارد
کد محصول: e16311
رفرنس: دارای رفرنس در داخل متن و انتهای مقاله
نوع رفرنس دهی: vancouver
فهرست مطالب (ترجمه)

نکات برجسته


چکیده


چکیده گرافیکی


کلید واژه ها


1. مقدمه


2. روش شناسی


2.1. نانو سیال


2.2. سیستم آزمایشی


2.3. مدل ریاضی


3. نتایج و بحث


3.1. اختلاف دما


3.2. سرعت جریان


3.3. آنالیز حرارتی


3.4. راندمان حرارتی


4. نتیجه گیری


منابع

فهرست مطالب (انگلیسی)

Highlights


Abstract


Graphical abstract


Keywords


1. Introduction


2. Methodology


2.1. Nanofluid


2.2. Experimental system


2.3. Mathematical model


3. Results and discussion


3.1. Temperature difference


3.2. Flow velocity


3.3. Thermal analysis


3.4. Thermal efficiency


4. Conclusions


Declaration of Competing Interest


Acknowledgements


References

بخشی از مقاله (ترجمه ماشینی)

چکیده


     جذب مستقیم حرارت خورشیدی مبتنی بر نانوسیال منجر به بازده حرارتی برتر از فناوری حرارتی خورشیدی معمولی می‌شود. علاوه بر این، همرفت نانوسیال می‌تواند بدون پمپ در کلکتور حفظ شود. در این مقاله، ما یک نانوسیال مغناطیسی آبی را مطالعه می‌کنیم که قادر به برقراری همرفت فتوترمال در یک کلکتور خورشیدی جذب مستقیم در مقیاس آزمایشگاهی مجهز به یک سلونوئید است. نانوسیال شامل ذرات 60 نانومتری Fe2O3 است که در آب مقطر با غلظتی در محدوده 0.5٪ وزنی تا 2.0٪ وزنی پراکنده شده اند. یک مدل تجربی از همرفت فتوترمال بر اساس آزمایش‌ها توسعه داده شد. این مدل نیروهای مغناطیسی و ترموفورتیکی را که در نانوسیال عمل می‌کنند، در نظر می‌گیرد. نانوسیال تا 2.0 درصد وزنی. نانوذرات اکسید آهن تحت میدان مغناطیسی تا 28 میلی‌تانس سرعتی برابر با 5 میلی‌متر بر ثانیه دارند. این منجر به حداکثر بازده حرارتی کلکتور برابر با 65٪ شد.


توجه! این متن ترجمه ماشینی بوده و توسط مترجمین ای ترجمه، ترجمه نشده است.

بخشی از مقاله (انگلیسی)

Abstract


     Nanofluid-based direct absorption of solar heat results in thermal efficiencies superior to conventional solar thermal technology. In addition, convection of nanofluid can be sustained pump-free in the collector. In this article, we study an aqueous magnetic nanofluid capable to establish the photothermal convection in a labscale direct absorption solar collector equipped with a solenoid. The nanofluid consisted of 60-nm Fe2O3 particles dispersed in distilled water at concentration in the range 0.5% wt.-2.0% wt. An empirical model of the photothermal convection was developed based on the experiments. The model accounted for magnetic and thermophoretic forces acting within the nanofluid. The nanofluid with up to 2.0% wt. iron oxide nanoparticles obtained the velocity of ∼5 mm/s under the magnetic field of up to 28 mT. This resulted in the maximum thermal efficiency of the collector equal to 65%.


Introduction


     Nanofluids were developed by Choi and Eastman (1995) to increase the thermal conductivity of the existing heat transfer fluids and then to boost the coefficient of heat transfer during forced convection. However, the use of nanofluids for forced convection has inherent drawbacks (Rudyak and Minakov, 2018). The presence of nanoparticles increases the apparent viscosity of the nanofluids so that the pumping cost grows. Another issue connected to the use of the concentrated nanofluids is their possible nanotoxicity (Bostan et al., 2016) and erosion. These limitations hinder the replacement of the conventional heat transfer fluids by nanofluids. Although Hydromx (2021) reports various applications of their commercial nanofluids for domestic hot water and data centres, the scientific community considers the industrial use of the nanofluids as limited due to the discussed challenges.


Conclusions


     In this paper, we investigated the process of photothermal convection in a labscale direct absorption solar collector with magnetic nanofluid. The collector was mounted in a closed loop, which was cooled on the opposite side of the circuit. The continuous flow of the nanofluid was established under the simultaneous influence of the external source of radiative heat and the solenoid mounted on the tubes. The experiments revealed that the temperature drop between the cold and warm parts of the collector could rise to 14 K at the magnetic field of 28 mT and the nanoparticle concentration of 0.5% wt. According to our theoretical estimates, the maximum flow velocity for the established pump-free magnetic convection was 5.1 mm/s at 28 mT and the concentration of 2.0% wt. The thermal efficiency of the collector was in the interval 8%–65% for the entire range of considered concentrations and solenoid currents. The maximum efficiency is comparable to the thermal efficiency of a commercial vacuum-tube collector operating in Northern climate conditions (Popsueva et al., 2021). Although the developed process finds promising applications in solar thermal technology, the current design requires good optimisation. Additional efforts are needed to reduce the consumed electrical power and, at the same time, limit the number of used nanoparticles as the concentrated nanofluids reduce the thermal efficiency of DASC and increase the pumping costs. An opportunity to boost the natural convection in a DASC establishing the supplementary photothermal convection should be considered in the future.

دیدگاه خود را بنویسید:

تاکنون دیدگاهی برای این نوشته ارسال نشده است