تمت مناقشة رسالة الماجستير للطالبة ساره عباس جواد في قسم هندسة الطاقة عن البحث الموسوم
( Effect of Air Bubble Injection on the Performance of a Solar Thermal Spiral Water Collector)
في يوم الخميس الموافق 3/ 3/ 2022 وبأشراف أ.م.د زينة علي عبد الرضا ، أ.م.د فرحان لفتة رشيد
وقد تشكلت لجنة المناقشة كل من :
ا.م. د. وسام جليل خضير رئيسا
ا.م. د. عمار علي فرحان عضوا
ا.م. حسين محمد تقي عضوا
أ.م. د. زينة علي عبد الرضا عضوا ومشرفا
ا.م. د. فرحان لفتة رشيد عضوا ومشرفا
خلاصة البحث.
ظهرت حركة نحو استخدام واستثمار مصادر الطاقة المتجددة. وأشهر وسائل تسخين المياه هي أشعة الشمس. لقد بدأ بنظام بدائي يعتمد على الأدوات المتاحة في ذلك الوقت ، وتطور بمرور الوقت ليعكس العادات المتغيرة والتكنولوجيا.
الغرض من هذا العمل هو التحقيق في تأثير حقن فقاعات هواء صغيرة في مجرى مائي يمر عبر أنبوبين نحاسيين حلزونيين بطول 15 مترًا وقطر 0.012 مترًا و 11 ملفًا. تم رش السطح الداخلي للمجمع الشمسي بطلاء أسود غير لامع يحتوي على خليط من مادة متناهية الصغر (صبغة حرارية بنسبة 5٪ من TiN) ، وزاوية إمالة تساوي 45˚ تم اختبار أداء المجمع الشمسي في بابل ، العراق ، على خط الطول (44.4 شرقا) وخط العرض (32.4 شمالا). وأجريت التجربة في شهور فبراير ومارس وأبريل ومايو.
تم حقن الهواء في الأنابيب عبر جهاز فينجوري ، والذي يخلط مع الماء ثم يتدفق معًا داخل أنبوب تجميع المياه بالطاقة الشمسية. اشتمل الجزء الأول من التجربة على تدفق الماء على أربعة مستويات مختلفة (1 ، 1.5 ، 2 ، 2.5) LPM ، بينما تضمن الجزء الثاني تدفق الماء بالإضافة إلى حقن فقاعات الهواء ، والذي تم أيضًا على مستويات مختلفة (0.3،0.5،0.7،1) LPM . كشفت النتائج أنه مع انخفاض معدل التدفق الكتلي ، ترتفع درجة الحرارة الخارجة ، مما يؤدي إلى ارتفاع فرق درجة الحرارة بين درجات حرارة المدخل والمخرج.
تم الحصول على العديد من النتائج للمعلمات الهامة التي لها تأثير على الأداء الحراري لمجمع المياه بالطاقة الشمسية.
كان أكبر فرق في درجة الحرارة في النظام المغلق 36.1 درجة مئوية بمعدل تدفق ماء 1 لتر في الدقيقة ومعدل تدفق فقاعة هواء 0.3 لتر في الدقيقة ، في حين كان أقصى فرق درجة الحرارة في النظام المفتوح 12.5 درجة مئوية عند معدل تدفق ماء 1 لتر في الدقيقة و 0.3 لترًا في الدقيقة فقاعة هواء. معدل المد و الجزر. أدى حقن 0.3 لتر من فقاعة الهواء في مجرى الماء إلى زيادة فرق درجة الحرارة في النظام المغلق ، ولكن لم يكن له أي تأثير على النظام المفتوح.
عندما ينخفض معدل تدفق الكتلة ، ترتفع درجة حرارة الخروج ، كما يرتفع فرق درجة الحرارة بين الاثنين (مدخل ومخرج).
بالنسبة لمعدل تدفق الماء البالغ 1 لترًا في الدقيقة ، كان الحد الأقصى للتفاضل في درجة الحرارة في النظام المغلق هو 29 درجة مئوية. لمعدل تدفق الماء 1 لتر في الدقيقة ، كان الحد الأقصى لدرجات الحرارة التفاضلية في النظام المفتوح 14.5 درجة مئوية.
كما تم إنشاء برنامج محاكاة لاستخراج النتائج في حالة التدفق الفردي ، حيث تم إنشاء الهندسة في SolidWork ثم نقلها إلى برنامج ANSYS ، حيث تم استخدام نفس الحالات العملية. النتائج التجريبية والرقمية كانت متوافقة بشكل جيد مع نسبة خطأ 6.6٪ في النظام المغلق و 4.4٪ في النظام المفتوح. تضمن الجزء الأول من التجربة تدفق المياه على أربعة مستويات مختلفة في نظام مغلق (1 ، 1.5 ، 2 ، و 2) LPM. تم الحفاظ على تدفق المياه عند نفس المستويات في القسم الثاني ، ولكن في حالة نظام مفتوح.
