بررسی عملکرد بهینه هواگرمکن های خورشیدی با چیدمان موانع در کانال عبور هوا، به کمک منطق فازی

نوع مقاله: مقاله مستقل

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، کرمانشاه، دانشگاه رازی، دانشکده فنی مهندسی

2 استادیار، کرمانشاه، دانشگاه رازی، دانشکده فنی مهندسی

چکیده

در این مقاله با استفاده از منطق فازی عملکرد بهینه سه نوع هوا گرمکن خورشیدی با تعداد پوشش شفاف متفاوت و با آرایش و بدون آرایش موانع بر روی صفحه جاذب در کانال هوا، در گسترده ای از نرخ دبی حجمی و در محدوده ی زاویه ای قرار گیری 0 تا 30 درجه نسبت به افق و رو به جنوب، با محاسبه بازده انرژی و بازده اگزرژی بررسی شده و همچنین با شبیه سازی رفتار جریان، اثر چینش موانع بر جریان هوای عبوری مطالعه شده. با قرارگیری موانع بر روی صفحه جاذب علاوه بر متلاطم نمودن جریان، با هدایت هوا به تمام فضای کانال، باعث طولانی تر شدن مسیر حرکت هوا در کانال شده و در نتیجه هوا فرصت بیشتری برای انتقال حرارت خواهد داشت. هواگرمکن با دو پوشش شفاف و با آرایش موانع بر روی صفحه جاذب در میان سه حالت بررسی شده دارای بهترین عملکرد بوده به طوری که تحلیل منطق فازی میزان دبی حجمی بهینه را از دیدگاه انرژی در محدوده 85 تا 90 و از دیدگاه اگزرژی در محدوده 40 تا 50 مترمکعب بر ساعت بر متر مربع در زاویه قرار گیری 0 تا 5 درجه پیش بینی می نماید. همچنین مقایسه تحلیل منطق فازی با تحلیل تجربی نشان می دهد منطق فازی یک روش قدرتمند در تحلیل انرژی و اگزرژی برای هواگرمکن خورشیدی می باشد، زیرا این روش علاوه بر پیش بینی نتایج در کل گسترده دبی هوای ورودی و زاویه قرارگیری هواگرمکن، در مقایسه با نتایج تجربی خطای حداکثری 37/1درصدی را تجربه می نماید.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Yeh HM, Ho CD (2009) Effect of external recycle on the performance of flat plate solar air heaters with internal fins attached. Renew Energy 34: 1340-1347.

[2] Esen H (2008) Experimental energy and exergy           analysis of a double-flow solar air heater having different obstacles on absorber plates. Build Environ 43(6): 1046-1054.

[3] Gill RS, Sukhmeet S, ParmPal S (2012) Low cost solar air heater. Energ Convers Manage 57: 131-142.

[4] Prasad SB, Saini JS, Singh MK (2009) Investigation of heat transfer and friction characteristics of packed bed solar air heater using wire mesh as packing material. Sol Energy 83(5): 773-783.

[5] Karsli S (2007) Performance analysis of new-design solar air collectors for drying applications. Renew Energ 32(10): 1645-1660.

[6] Farahat S, Sarhaddi F, Ajam H (2009) Exergetic optimization of flat plate solar collectors. Renew Energ 34(4): 1169-1174.

[7] Torres-Reyes E, Navarrete-Gonzalez JJ, Cervantes-de Gortari JG (2004) Thermodynamic optimization as an effective tool to design solar heating systems. Energy 29: 2305-2315.

[8] Bejan A (2006) Advanced engineering thermodynamics. Wiley Interscience Pub.

[9] Dincer I (2000) Thermodynamic, exergy andenvironmental impact. Energ Sourc 22(8): 723-732.

[10] Ucar A, Inalli M (2006) Thermal and exergy analysis of solar air collectors with passive augmentation techniques. Int Commun Heat Mass Transfer 33: 1281-1290

[11] Aleta D, Bigili E, Ertekin C, Yaldiz O (2010) Experimental investigation of three different solar air heaters: Energy and exergy analyses. Appl Energ 87(10): 2953-2973

[12] Kaushik SC, Abhyanker YP, Bose S, Mohan S (2001) Exergoeconomic evaluation of a solar thermal power plant. Int G Sol Energy 21: 239-314

[13] Zadeh LA (1965) Fuzzy sets. J Inf Control 8: 338e353.

[14] Belarbi K, Titel F, Bourebia W, Benmahammed K (2005) Design of Mamdani fuzzy logic controllers with rule base minimisation using genetic algorithm. J Eng Appl Artif Intell 18: 875e880.

[15] Sugeno M (1985) Industrial Applications of fuzzy control. Elsevier, Amsterdam.

[16] The MathWorks. Fuzzy Logic Toolbox User’s Guide, Inc., 3 Apple Hill Drive, Natick, 1995-2007.

[17] Pedrycz W (1994) Why triangular membership functions? Fuzzy Set Syst 64(1):21-30.

[18]   کیا س م (1389) منطق فازی در مطلب. تهران، انتشارات کیان رایانه سبز 174-178.