دانشگاه سمنان

 آمار

تعداد نشریات21
تعداد شماره‌ها697
تعداد مقالات10,088
تعداد مشاهده مقاله71,229,059
تعداد دریافت فایل اصل مقاله62,958,132
Razmdideh, parivash, Arabsolghar, Alireaza, Shafiey Dahej, Mohammad. (1404). Influence of Geometric Configurations of Fins and Absorber Plates on the Performance of Vacuum Tube Solar Collectors Integrated with Phase Change Materials: A Computational Fluid Dynamics Approach. هنرهای کاربردی, (), -. doi: 10.22075/jhmtr.2025.38510.1793
parivash Razmdideh; Alireaza Arabsolghar; Mohammad Shafiey Dahej. "Influence of Geometric Configurations of Fins and Absorber Plates on the Performance of Vacuum Tube Solar Collectors Integrated with Phase Change Materials: A Computational Fluid Dynamics Approach". هنرهای کاربردی, , , 1404, -. doi: 10.22075/jhmtr.2025.38510.1793
Razmdideh, parivash, Arabsolghar, Alireaza, Shafiey Dahej, Mohammad. (1404). 'Influence of Geometric Configurations of Fins and Absorber Plates on the Performance of Vacuum Tube Solar Collectors Integrated with Phase Change Materials: A Computational Fluid Dynamics Approach', هنرهای کاربردی, (), pp. -. doi: 10.22075/jhmtr.2025.38510.1793
Razmdideh, parivash, Arabsolghar, Alireaza, Shafiey Dahej, Mohammad. Influence of Geometric Configurations of Fins and Absorber Plates on the Performance of Vacuum Tube Solar Collectors Integrated with Phase Change Materials: A Computational Fluid Dynamics Approach. هنرهای کاربردی, 1404; (): -. doi: 10.22075/jhmtr.2025.38510.1793

Influence of Geometric Configurations of Fins and Absorber Plates on the Performance of Vacuum Tube Solar Collectors Integrated with Phase Change Materials: A Computational Fluid Dynamics Approach

Journal of Heat and Mass Transfer Research
مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 08 آذر 1404
نوع مقاله: Full Length Research Article
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22075/jhmtr.2025.38510.1793
نویسندگان
parivash Razmdideh* 1؛ Alireaza Arabsolghar2؛ Mohammad Shafiey Dahej2
1Department of Mechanical Engineering, Ph.D Candidete of Mechanical Engineering, Vali-e-Asr University of Rafsanjan, Rafsanjan, Iran
2Department of Mechanical Engineering, Faculty of Mechanical Engineering, Vali-e-Asr University of Rafsanjan, Rafsanjan, Iran
تاریخ دریافت: 08 مرداد 1404،  تاریخ بازنگری: 15 مهر 1404،  تاریخ پذیرش: 08 آذر 1404 
چکیده
Enhancing the thermal efficiency of solar systems, particularly vacuum tube collectors, is crucial in addressing challenges related to energy storage and fluctuations in solar radiation. The incorporation of phase change materials (PCMs) into these collectors provides an effective means of thermal energy storage. However, the inherently low thermal conductivity of PCMs limits heat transfer, thereby reducing their overall effectiveness. To overcome this constraint, optimizing the geometry of fins and absorber plates has been shown to markedly improve the uniform melting of PCMs.



In this study, four innovative configurations of a vacuum tube solar collector incorporating fins, an absorber plate, and PCM were developed and analyzed. The investigation focused on the influence of fin and absorber plate geometries on the PCM melting behavior under identical boundary conditions, PCM type, and fin arrangements. The melting process was first evaluated over a 15-second interval, during which the fourth configuration achieved the highest melting rate, with a PCM liquid mass fraction of 0.286. This superior performance was further confirmed over an extended period of 80 seconds, where the same configuration consistently exhibited the most rapid melting.



The novelty of this work lies in the synergistic integration of fins, absorber plates, and PCMs, combined with the strategic placement of fins, partial filling of the collector with PCM, and the introduction of a uniquely designed absorber plate. These design innovations collectively distinguish the present study from previous research and highlight the potential of advanced geometric optimization to enhance the performance of solar thermal energy storage systems.
کلیدواژه‌ها
Evacuated Tube Solar Collector؛ Phase Change Material؛ Melting rate
عنوان مقاله [English]
: تاثیر شکل هندسی مختلف فین و صفحه جاذب در کلکتور خورشیدی لوله خلا به همراه مواد تغییر فاز دهنده به کمک روش دینامیک سیالات محاسباتی
چکیده [English]
افزایش بازده حرارتی سیستم‌های خورشیدی به‌ویژه کلکتورهای لوله خلأ، به دلیل چالش‌های مربوط به ذخیره‌سازی انرژی و نوسانات تابش خورشید، از اهمیت بالایی برخوردار است. ادغام مواد تغییر فاز دهنده در این کلکتورها راه‌حلی مؤثر برای ذخیره‌سازی انرژی حرارتی محسوب می‌شود. با این حال، هدایت حرارتی پایین PCMها یک محدودیت جدی است که انتقال حرارت را کند می‌کند ، بهینه‌سازی هندسه فین و صفحه جاذب تاثیر شگرفی بر ذوب یکنواخت PCM دارد. چهار مدل از یک کلکتور خورشیدی لوله خلأ مجهز به پره‌، صفحه جاذب و مواد تغییرفازدهنده معرفی و بررسی شد. تاثیر شکل هندسی مختلف فین و صفحه جاذب بر دمای ذوب PCM مورد مطالعه قرار گرفت، پیکربندی بهینه انتخاب گردید.

مطالعه حاضر به مقایسه چهار طرح نوآورانه از کلکتور لوله خلا می‌پردازد که در آن تاثیر هندسه پره و صفحه جاذب بر نرخ ذوب ، در شرایطی که نوع ماده تغییرفاز دهنده و شرایط مرزی و چیدمان پره‌ها ثابت هستند، مورد بررسی قرار گرفت و مدل بهینه معرفی شد. ابتدا در مدت زمان 15 ثانیه نرخ ذوب برای مدلها بررسی شد. نتایج نشان داد مدل چهارم با کسرجرمی 0.286 بالاترین نرخ ذوب را در میان چهار مدل دارد. سپس این نتیجه در مدت زمان طولانی‌تر، 80 ثانیه مورد بررسی قرار گرفت که باز هم مدل چهارم بالاترین نرخ ذوب را دارا بود. این مطالعه به دلیل هم افزایی فین ، صفحه جاذب و PCM، تفاوت درقرارگیری پره‌ها، پر شدن تنها یک بخش کلکتور با PCM ووجود صفحه جاذب با شکل هندسی خاص نسبت به مطالعات پیشین نوآوری دارد.
کلیدواژه‌ها [English]
کلکتور خورشیدی لوله خلأ, مواد تغییرفازدهنده, نرخ ذوب
آمار
تعداد مشاهده مقاله: 98


سامانه مدیریت نشریات علمی. قدرت گرفته از سیناوب