اشترك بالحزمة الذهبية واحصل على وصول غير محدود شمرا أكاديميا
تسجيل مستخدم جديددراسة تصميمية لسخان شمسي مطور لتخفيف الحمل الحراري الزائد في الصيف
Design study of a developed solar heater to reduce overheating in summer
753
0 0
0.0
(
0
)
نشر من قبل
جامعة البعث رسالة ماجستير
تاريخ النشر
2019
مجال البحث
الهندسة الكهربائية والميكانيكية
والبحث باللغة
العربية
تمت اﻹضافة من قبل
Shamra Editor
اسأل ChatGPT حول البحث
على نحو واسع يعتقد بأن تسخين الماء بالطاقة الشمسية الآن هو التقنية البالغة الأهمية والملائمة للبيئة واستخدام سخانات المياه الشمسية المنزلية هي حالياً مسألة أساسية وتلقى اهتماماً كبيراً من قبل الحكومات المختلفة .
It is widely believed that solar water heating is now a very important and environmentally friendly technology and the use of home solar water heaters is currently a basic issue and receives great attention by various governments.
مراجعة الذكاء الصنعي:
ملخص البحث
تتناول هذه الرسالة تصميم سخان شمسي مطور يهدف إلى تخفيف الحمل الحراري الزائد في فصل الصيف ومعالجة مشكلة التكلس. يتضمن البحث استعراضاً للدراسات السابقة حول طرق تخفيف الحمل الحراري الزائد، وأهمية الطاقة الشمسية وتقنياتها، وأنواع السخانات الشمسية المنزلية ومكوناتها. كما يتناول التصميم بمساعدة الحاسب باستخدام لغة البرمجة جافا، ودراسة رياضية تحليلية لطاقة الموديل الفيزيائي للسخان الشمسي المنزلي المطور والمعادلات الناظمة له. يهدف البحث إلى تقديم تصميم لسخان شمسي منزلي بكفاءة عالية والوصول لدرجة الحرارة المطلوبة للاستخدامات المنزلية مع الحد من الحمل الحراري الزائد في فصل الصيف. يعرض البحث النتائج الأساسية المتعلقة بمعاملات الفقد الحراري وكمية الطاقة المكتسبة، ويقدم منحنيات تظهر تغيير درجات الحرارة وتغيير الطاقة المفيدة المكتسبة وتغيير المردود الحراري مع الوقت. كما يقدم البحث استنتاجات ومقترحات وتوصيات لتحسين أداء السخانات الشمسية المنزلية.
قراءة نقدية
دراسة نقدية: على الرغم من أن البحث يقدم مساهمة قيمة في مجال تصميم السخانات الشمسية، إلا أنه يمكن تحسينه من خلال توسيع نطاق الدراسات التجريبية لتشمل مناطق جغرافية مختلفة وظروف مناخية متنوعة. كما يمكن تعزيز البحث بإضافة مزيد من التفاصيل حول التكلفة الاقتصادية للتصميم المقترح مقارنة بالسخانات الشمسية التقليدية. بالإضافة إلى ذلك، يمكن تحسين البحث من خلال تقديم تحليل أكثر تفصيلاً حول تأثير المواد المستخدمة في تصنيع السخان على كفاءته وعمره الافتراضي. من الجيد أيضاً تضمين دراسة حول تأثير التغيرات المناخية المستقبلية على أداء السخان الشمسي المطور.
أسئلة حول البحث
-
ما هو الهدف الرئيسي من البحث؟
الهدف الرئيسي من البحث هو تصميم سخان شمسي منزلي بكفاءة عالية والوصول لدرجة الحرارة المطلوبة للاستخدامات المنزلية مع الحد من الحمل الحراري الزائد في فصل الصيف ومعالجة مشكلة التكلس.
-
ما هي الطرق المستخدمة في البحث لتخفيف الحمل الحراري الزائد؟
يتناول البحث عدة طرق لتخفيف الحمل الحراري الزائد، منها استخدام تصميمات جديدة للسخانات الشمسية، وإجراء تعديلات في الدورة الهيدروليكية للسخان، واستخدام مواد خاصة لتحسين الكفاءة وتقليل الفقد الحراري.
-
ما هي النتائج الأساسية التي توصل إليها البحث؟
توصل البحث إلى أن السخان الشمسي المطور يمكنه الوصول إلى درجة حرارة تصل إلى 60 درجة مئوية عند الساعة الثانية ظهراً، وأنه يمكن تخفيف الحمل الحراري الزائد من خلال عمليات السحب المتكررة للمياه الساخنة واستخدام صمام الحمل الزائد.
-
ما هي التوصيات التي يقدمها البحث لتحسين أداء السخانات الشمسية المنزلية؟
يوصي البحث بإجراء تعديلات في تصميم السخانات الشمسية لتجنب تسخين الماء لدرجات حرارة عالية جداً، واستخدام دارات مغلقة ومياه خالية من الأملاح للحد من مشكلة التآكل والصدأ، وإجراء صيانة دورية للسخانات، وتشجيع البحث العلمي في مجال تطوير تكنولوجيا السخانات الشمسية المنزلية.
المراجع المستخدمة
Types of thermal valves application- advantages- and disadvantages
قيم البحث
اقرأ أيضاً
إن الهدف الرئيس لهذا البحث هو تصميم نظام شحن بطاريات بالطاقة الشمسية الأعظمية, و قد تم استخدام نظام تتبع للاستطاعة الأعظمية Maximum power point tracking (MPPT) system, مكون من مبدل (رافع – خافض) للجهد المستمر buck-boost Direct Current DC/DC converter
, المبدل مقاد بواسطة متحكم صغري, تمت برمجته بطريقة الموصلية المتزايدة Incremental Conductance (InCond) و تعد طريقة سهلة و موثوقة للتتبع.
تم اختبار نظام الشحن المقترح و النتائج التي حصلنا عليها تؤكد التحكم الدائم بعملية الشحن للبطارية.
تم إجراء دراسة مقارنة مع جهاز شحن شمسي يعتمد التحكم بعرض النبضة PWM, و قد أوضحت النتائج أنه تم شحن المدخرة الموصولة مع نظام الشحن المقترح بوقت أسرع, مع الأخذ بالحسبان ساعات الإشعاع الشمسي باليوم, و مواصفات اللوح الشمسي المستخدم, و هذا يؤكد وثوقية أداء نظام الشحن المقترح.
تم في هذه الدراسة تعديل مضخة حرارية هوائية تقليدية بإضافة مبخر ثانوي موضوع ضمن خزان ماء ساخن يقوم بدور مصدر حراري مائي للمضخة الحرارية، جعلنا المضخة تعمل بالتناوب إما بالاعتماد على حرارة الهواء المحيط، أو بالاعتماد على حرارة الماء المستمدة من الطاقة
الشمسية.
قمنا بإجراء التجربة خلال خمسة أشهر اعتبارا ً من كانون الأول من عام 2014 و حتى نيسان من عام 2015، حيث تم قياس درجة الحرارة و الضغط عند نقاط محددة من الدارة، ثم قمنا؛ من أجل كل من الدارتين؛ بتحديد انتالبي كل نقطة بالاعتماد على برنامج EES (و هو برنامج لمحاكاة العناصر الترموديناميكية)، و حساب كميات الحرارة المكتسبة في المبخر و المطروحة في المكثف، و عمل الضاغط، و عامل الأداء ، و الطاقة الكهربائية التي يستهلكها الضاغط.
وجدنا بالمقارنة بين الدارتين أن نسبة التحسين في عامل أداء الدارة المعدلة بالنسبة للدارة التقليدية هي 77.07%، و نسبة تخفيض الطاقة الكهربائية التي يستهلكها ضاغط الدارة المعدلة 33.54%.
يدرس البحث إمكانية تحسين مردودية عملية تجفيف المنتجات الزراعية في (المجفف الشمسي-بيت بلاستيكي), و ذلك بإجراء تعديلات على تصميم المجفف الشمسي, حيث تم توسيع وحدة التخزين الحراري ضمنه, و وضع ساتر عزل حراري فوق السطح الشفاف الزجاجي لتقليل الضياعات الحرار
ية ليلا, و إضافة مروحة نابذية فوق نفق التجفيف لزيادة سرعة عملية تجفيف أوراق التبغ بزيادة تدفق هواء التجفيف الساخن المار من خلالها. و قد أجريت تجارب تجفيف نماذج من التبغ السوري (البرلي و البصما) في المجفف الشمسي المعدل في مركز أبحاث التبغ في الرميلة في اللاذقية خلال شهر حزيران من عام 2013. حيث تمت عملية التجفيف لنماذج تبغ البرلي و البصما المحميّة بشكل كامل من المطر و الحشرات ضمن المجفف الشمسي خلال أربعة أيام لتبغ البرلي و ثلاثة أيام لتبغ البصما. و كانت جودة أوراق التبغ المجففة ضمن المجفف الشمسي و نوعيتها جيدة.
يضمن البحث دراسة تأثير شكل اللوح الماص (المستوي، المتعرج، المتموج والمستطيل) لمجمع هوائي شمسي طوله وعرضه واحد متر وسمكه 0.1 متر مائل عن الأفق (٣٠ درجة) على معامل انتقال الحرارة بالحمل القسري معامل الاحتكاك السطحي عند فيض حراري شمسي ثابت (530 w/m2) و
لمدى عدد رينولد (5000 <= Re <= 8000).
تم استخدام البرنامج العددي Fluent في الدراسة الحالية حيث تم حل المعادلات التفاضلية الحاكمة (معادلة الاستمرارية الزخم والطاقة) بطريقة الحجوم المحددة مع الأخذ بعين الاعتبار ان الجريان مضطرب ثنائي البعد للحالة المستقرة.
تم في هذه الدراسة تصميمُ خليةٍ شمسيةٍ بسيطةٍ و رخيصةٍ نسبياً من موادَّ متوفرة في السوق المحلّية, حيث تتكون هذه الخلية من الجسم الخارجي, و هو عبارة عن صندوق بلاستيكي على شكل متوازي مستطيلات مصنوع من مادة الأكريليك الشفاف يسمح بمرور الضوء, و يتمتع بالم
رونة و المتانة العاليتين, و يحتوي على قطبين من النحاس الأحمر العالي النقاوة, حيث تم مُعالجة أحد هذين القطبين بالتسخين إلى درجات حرارة مُختلفة (400, 300, 200°C) باستخدام جهاز التسخين (Hot Plate) الأمر الذي أدى إلى تحول هذا القطب إلى نصف ناقل (أوكسيد النحاسي, Cu2O), بينما تُرِك القطب الآخر بلا معالجة.
كما تمَّ تطوير الوسط الكهربائي الناقل ليصبح على هيئة بولي إلكتروليت (هيدروجلّ), و هكذا يتم تحرير الإلكترونات من القطب المُعالج أثناء سقوط الضوء إلى طبقة الهيدروجلّ, ثم إلى القطب النظيف غير المُعالج.
لقد أظهرت النتائج أن جهد الخليّة يتناسب طرداً مع تركيز (البولي إلكتروليت) و مساحة سطح القطب المُعالج (أوكسيد النحاسي) المُعرّض للضوء, كما تُبيّن التجارب أنّ لدرجة الحرارة دوراً مهماً في تحويل الناقل المعدني إلى نصف ناقل, و كلما كان هذا التحويل ممكناً كانت حساسيّة القطب للضوء أكثر فعّاليّة و كفاءة.
سجل دخول لتتمكن من نشر تعليقات
التعليقات
جاري جلب التعليقات
سجل دخول لتتمكن من متابعة معايير البحث التي قمت باختيارها
