بررسی تجربی پخت‌وپز در داخل ساختمان با استفاده از یک اجاق خورشیدی غیرمستقیم همراه با مواد ذخیره کننده حرارت

نوع مقاله : مقاله مستقل

نویسندگان

1 پژوهشگر، گروه طراحی ماشین‌آلات مواد غذایی، مؤسسه پژوهشی علوم و صنایع غذایی، مشهد، ایران

2 کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

3 استادیار، گروه طراحی ماشین‌آلات مواد غذایی، مؤسسه پژوهشی علوم و صنایع غذایی، مشهد، ایران

4 استاد، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

چکیده

در این مطالعه، امکان پخت‌وپز در داخل ساختمان در یک اجاق خورشیدی غیرمستقیم همراه با ماده تغییر فاز دهنده به‌صورت تجربی بررسی شده است. همچنین، اثر مواد تغییر فاز دهنده استانیلید و منیزیم نیترات هگزاهیدرات بر عملکرد واحد پخت اجاق خورشیدی با یکدیگر مقایسه شده است. برای این منظور، ابتدا مواد تغییر فاز دهنده با استفاده از اجاق خورشیدی غیرمستقیم شارژ شده و در ادامه از انرژی ذخیره شده در این مواد برای گرم کردن 0/5 و 1 لیتر آب در بعد از ظهر استفاده شده است. پارامترهای برسی شده شامل دمای روغن ورودی به واحد پخت، دمای آب، دمای مواد تغییر فاز دهنده و نرخ انرژی حرارتی دریافتی توسط آب هستند. با توجه به نتایج، استانیلید در طول فرایند شارژ به نقطه ذوب خود نرسیده است؛ در حالی که انرژی حرارتی به‌صورت گرمای نهان و محسوس در منیزیم نیترات هگزاهیدرات ذخیره شده است. همچنین با استفاده از انرژی ذخیره شده در مواد تغییر فاز دهنده، دمای 0/5 و 1 لیتر آب در بعد از ظهر پس از گذشت 8 و 12 دقیقه به نقطه جوش رسیده است. مدت زمان سپری شده برای تغییر دمای 0/5 لیتر آب از نقطه جوش تا 80 درجه سانتی‌گراد در واحد پخت همراه با منیزیم نیترات هگزاهیدرات 4 ساعت و 42 دقیقه است که نسبت به واحد پخت همراه با استانیلید 1 ساعت و 50 دقیقه بیشتر است. همچنین در واحد پخت همراه با استانیلید، میانگین نرخ انرژی حرارتی دریافتی توسط 1 لیتر آب در پخت بعد از ظهر حدود 373/68 وات است.

کلیدواژه‌ها

مراجع

  1. Senthil R (2021) Enhancement of productivity of parabolic dish solar cooker using integrated phase change material. Mater Today Proc 34: 386-388.
  2. Khan MM, Iqbal SM, Ravi NT, Pesala B (2020) Design and development of an optical system for obtaining fixed orientation of concentrated sunlight for indoor applications. Sol Energy 204: 515-529.
  3. Coccia G, Di Nicola G, Pierantozzi M, Tomassetti S, Aquilanti A (2017) Design, manufacturing, and test of a high concentration ratio solar box cooker with multiple reflectors. Sol Energy 155: 781-792.
  4. Weldu A, Zhao L, Deng S, Mulugeta N, Zhang Y, Nie X, Xu W (2019) Performance evaluation on solar box cooker with reflector tracking at optimal angle under Bahir Dar climate. Sol Energy 180: 664-677.
  5. Sagade AA, Samdarshi SK, Lahkar PJ, Sagade NA (2020) Experimental determination of the thermal performance of a solar box cooker with a modified cooking pot. Renew Energy 150: 1001-1009.
  6. Hosseinzadeh M, Faezian A, Mirzababaee SM, Zamani H (2020) Parametric analysis and optimization of a portable evacuated tube solar cooker. Energy 194: 116816.
  7. Hosseinzadeh M, Zamani H, Mirzababaee SM, Faezian A, Zarrinkalam F (2020) Experimental Investigation of the Effect of Wind Speed on the Performance of a Portable Parabolic Solar Cooker from Energy and Exergy Viewpoints. Modares Mech Eng 20(6): 1525-1532.
  8. Chaudhary R, Yadav A (2020) Experimental investigation of a solar cooking system inhibiting closed airtight cooking pot and evacuated tube collector for the preparation of Indian cuisine items. Environ Dev Sustain 1(1): 1-23.
  9. Sharma SD, Iwata T, Kitano H, Sagara K (2005) Thermal performance of a solar cooker based on an evacuated tube solar collector with a PCM storage unit. Sol Energy 78: 416-426.
  10. Cuce PM (2018) Box type solar cookers with sensible thermal energy storage medium: A comparative experimental investigation and thermodynamic analysis. Sol Energy 166: 432-440.
  11. Lecuona A, Nogueira J-I, Ventas R, Rodríguez-Hidalgo M-C, Legrand M (2013) Solar cooker of the portable parabolic type incorporating heat storage based on PCM. Appl Energy 111: 1136-1146.
  12. Aramesh M, Ghalebani M, Kasaeian A, Zamani H, Lorenzini G, Mahian O, Wongwises S (2019) A review of recent advances in solar cooking technology. Renew Energy 140: 419-435.
  13. Domanski R, El-Sebaii AA, Jaworski M (1995) Cooking during off-sunshine hours using PCMs as storage media. Energy 20(7): 607-616.
  14. Coccia G, Aquilanti A, Tomassetti S, Comodi G, Di Nicola G (2020) Design, realization, and tests of a portable solar box cooker coupled with an erythritol-based PCM thermal energy storage. Sol Energy 201: 530-540.
  15. Buddhi D, Sharma SD, Sharma A (2003) Thermal performance evaluation of a latent heat storage unit for late evening cooking in a solar cooker having three reflectors. Energy Convers Manag 44(6): 809-817.
  16. Chen CR, Sharma A, Tyagi SK, Buddhi D (2008) Numerical heat transfer studies of PCMs used in a box-type solar cooker. Renew Energy 33(5): 1121-1129.
  17. Chaudhary A, Kumar A, Yadav A (2013) Experimental investigation of a solar cooker based on parabolic dish collector with phase change thermal storage unit in Indian climatic conditions. J Renew Sustain Energy 5(2): 023107.
  18. Bhave AG, Kale CK (2020) Development of a thermal storage type solar cooker for high temperature cooking using solar salt. Sol Energy Mater Sol Cells 208: 110394.
  19. Kumaresan G, Vigneswaran VS, Esakkimuthu S, Velraj R (2016) Performance assessment of a solar domestic cooking unit integrated with thermal energy storage system. J Energy Storage 6: 70-79.
  20. Mussard M, Nydal OJ (2013) Charging of a heat storage coupled with a low-cost small-scale solar parabolic trough for cooking purposes. Sol Energy 95: 144-154.
  21. Nayak N, Abu Jarir H, Al Ghassani H (2016) Solar Cooker Study under Oman Conditions for Late Evening Cooking Using Stearic Acid and Acetanilide as PCM Materials. J Sol Energy 2305875.
  22. Tarwidi D, Murdiansyah DT, Ginanjar N (2016) Performance evaluation of various phase change materials for thermal energy storage of a solar cooker via numerical simulation. Int J Renew Energy Dev 5(3): 199-210.
  23. Loni R, Asli-Ardeh EA, Ghobadian B, Bellos E, Le Roux WG (2018) Numerical comparison of a solar dish concentrator with different cavity receivers and working fluids. J Clean Prod 198: 1013-1030.
  24. Hussein HMS, El-Ghetany HH, Nada SA (2008) Experimental investigation of novel indirect solar cooker with indoor PCM thermal storage and cooking unit. Energy Convers Manag 49(8): 2237-2246.
  25. Sharma A, Tyagi VV, Chen CR, Buddhi D (2009) Review on thermal energy storage with phase change materials and applications. Renew Sustain Energy Rev 13: 318-345.
  26. Farzanehnia A, Khatibi M, Sardarabadi M, Passandideh-Fard M (2019) Experimental investigation of multiwall carbon nanotube/paraffin based heat sink for electronic device thermal management. Energy Convers Manag 179: 314-325.
مکانیک سازه ها و شاره ها
دوره 11، شماره 3
مرداد 1400
صفحه 207-219

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار