تمت مناقشة رسالة الماجستير للطالبة ( دعاء سعد صالح ) في قسم هندسة الميكانيكية عن البحث الموسوم:
(Solar Assisted Space Heating with Phase Change Thermal Storage)
تدفئة الفضاءات بمساعدة الطاقة الشمسية مع خزن حراري متغير الطور
في يوم الاربعاء الموافق 31/ 3/2021 وبأشراف ( أ .د. نجم عبد جاسم )
: وقد تشكلت لجنة المناقشة من السادة
أ .د. اكرم وهبي احمد جامعة بغداد / كلية الهندسة رئيسا
أ .د. عقيل عبد الله محمد جامعة النهرين/ كلية الهندسة عضوا
م .د. رائد كاظم صيهود جامعة بغداد / كلية الهندسة عضوا
أ .د. نجم عبد جاسم جامعة بغداد / كلية الهندسة مشرفا
تناول البحث
دراسة أداء وفعالية سخان الهواء الشمسي مع التخزين الحراري الكامن باستخدام مواد تغيير الطور (شمع البارافين) لتدفئة المباني السكنية في العراق – بغداد تجريبياً وعددياً.
اشتملت الدراسة التجريبية على إنشاء مجمّع هواء شمسي بأبعاد (0.9 × 0.7 × 0.16). تم وضع أنابيب ألمنيوم (قطر 0.05 م وطول 0.6 م) داخل المجمع الشمسي مملوءة بشمع البرافين. أجريت الاختبارات من الساعة 8:30 صباحًا حتى 9 مساءً. في الأيام الصافية ولثلاثة معدلات تدفق مختلفة (0.027 ، 0.03255 ، 0.038) كجم / ثانية. أجريت التجارب خلال الفترة من كانون الأول (2019) إلى آذار (2020). تضمنت التجارب العملية تسجيل درجات الحرارة في مواضع مختلفة داخل المجمع الشمسي بالإضافة إلى قياس درجة حرارة شمع البارافين ودرجة الحرارة المحيطة.
تم إجراء النتائج العددية لمحاكاة مجمّع الهواء الشمسي بواسطة ANSYS FLUENT 19.2 لحل المعادلات الحاكمة ثلاثية الأبعاد للاستمرارية و Navier-Stokes والطاقة ، بالإضافة إلى معادلات نموذج الاضطراب (k-Omega). تمت المحاكاة العددية لتوضيح كل من توزيعات درجة الحرارة وتدفق السوائل لمجمع سخان الهواء الشمسي مع مادة تغيير الطور (15 كجم من شمع البارافين) ، خلال فترة التفريغ.
أظهرت النتائج التجريبية أن سرعة ذوبان شمع البارافين تتناسب عكسياً مع معدل تدفق كتلة الهواء. كان الحد الأقصى لمتوسط الكفاءات التي تم الحصول عليها لمجمع الطاقة الشمسية مع وبدون شمع البارافين 69٪ و 55٪ على التوالي بمعدل تدفق 0.038 كجم / ثانية. زمن التفريغ (تصلب PCM) يتناسب عكسياً مع معدل تدفق كتلة الهواء. وفقا لذلك، تم تفريغ الحرارة لمدة 4 و 3.5 و 3 ساعات في النموذج الأول (15 كجم من الشمع) وفي النموذج الثاني كان (9 كجم من الشمع) 2 ، 1:30 ، 1:15 ساعة ، مع معدلات تدفق الكتلة الهوائية (0.027 و 0.03255 و 0.038 كجم / ثانية) على التوالي. الحد الأقصى لمتوسط الخطأ بين النتائج العددية والتجريبية هو ± 5٪ ، درجة حرارة المخرج من المجمع الشمسي. أظهرت النتائج العددية توافق جيد مع نتائج القراءات التجريبية.
