دانشگاه صنعتی شاهرود مکانیک سازه ها و شاره ها 2251-9475 11 5 2021 11 22 Thermodynamic Analysis of an Evacuated Tube Solar Cooker under Different Operating Conditions تحلیل ترمودینامیکی یک اجاق خورشیدی با لوله‌ تحت خلأ تحت شرایط عملکردی مختلف 259 268 2311 10.22044/jsfm.2021.10972.3427 FA محمد حسین زاده پژوهشگر، گروه طراحی ماشین‌آلات صنایع غذایی، مؤسسه پژوهشی علوم و صنایع غذایی، مشهد، ایران سید مهدی میرزابابائی استادیار، گروه طراحی ماشین‌آلات صنایع غذایی، مؤسسه پژوهشی علوم و صنایع غذایی، مشهد، ایران حسین زمانی استادیار، گروه طراحی ماشین‌آلات صنایع غذایی، مؤسسه پژوهشی علوم و صنایع غذایی، مشهد، ایران Journal Article 2021 07 07 In this study, the performance of an evacuated tube solar cooker with a steel tank is investigated from the energy and exergy viewpoints. For this purpose, the solar cooker is initially examined at no-load condition. Moreover, the solar cooker is utilized to boil water at solar radiation intensities of 700 W/m2 and 900 W/m2. The investigated parameters in this research are fluid temperature, the outer surface temperature of the evacuated tube, the rate of the absorbed thermal energy by water, the rate of the exergy change of water, and the energy and exergy efficiencies of the solar cooker. The results indicate that at no-load condition, the air temperature in the steel tank and the temperature of the outer surface of the evacuated tube increase by 214.2 ºC and 15.5 ºC after 1 hour, respectively. In addition, the time required to boil 800 gr of water at solar radiation intensity of 900 W/m2 is 1 hour and 25 min. Based on the results, the average energy and exergy efficiencies of the evacuated tube solar cooker at solar radiation intensity of 900 W/m2 are 16.16% and 1.57%, respectively. Rising the solar radiation intensity from 700 W/m2 to 900 W/m2 enhances the exergy efficiency of the solar cooker by 0.78%. در این مطالعه، عملکرد یک اجاق خورشیدی با لوله تحت خلأ همراه با یک مخزن فولادی از دو دیدگاه انرژی و اگزرژی بررسی شده است. برای این منظور، اجاق خورشیدی ابتدا در حالت بی‌باری آزمایش شده است. همچنین، اجاق خورشیدی برای به جوش آوردن آب به ازای شدت تابش خورشیدی 700 و 900 وات بر مترمربع مورد استفاده قرار گرفته است. پارامترهای بررسی شده در این پژوهش دمای سیال، دمای سطح بیرونی لوله تحت خلأ، نرخ انرژی حرارتی دریافتی توسط آب، نرخ تغییر اگزرژی آب و بازده انرژی و اگزرژی اجاق خورشیدی است. نتایج نشان می‌دهد که در حالت بی‌باری، دمای هوای داخل مخزن فولادی و دمای سطح بیرونی لوله تحت خلأ پس از گذشت 1 ساعت به ترتیب حدود 214/2 و 15/5 درجه سانتی‌گراد افزایش می‌یابد. همچنین، مدت زمان لازم برای به جوش آوردن 800 گرم آب در شدت تابش خورشیدی 900 وات بر مترمربع برابر 1 ساعت و 25 دقیقه است. با توجه به نتایج، میانگین بازده انرژی و اگزرژی اجاق خورشیدی با لوله تحت خلأ در آزمایش مربوط به شدت تابش خورشیدی 900 وات بر مترمربع به ترتیب 16/16 و 1/57 درصد است. افزایش شدت تابش خورشیدی از 700 به 900 وات بر مترمربع بازده اگزرژی اجاق خورشیدی را حدود 0/78 درصد زیاد می‌کند. https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_2311_ebc7c7c270a880ce49ff4df5bdaf79a9.pdf