Zeitschrift für Kernenergiewissenschaft und Energieerzeugungstechnologie

Simulation der Wärmeübertragung in Solarlufterhitzern mit konkavem Gebläseabsorber

BA Abdukarimov* und AA Kuchkarov

Dieser Artikel enthält eine allgemeine Beschreibung eines neuen Typs eines energieeffizienten röhrenförmigen Solarlufterhitzers, der auf der Basis von Sonnenenergie, einschließlich erneuerbarer Energiequellen, betrieben wird und heute als relevant gilt. Außerdem wurde in der Arbeitskammer des Solarlufterhitzers die optimale Variante konkaver Luftkanäle verwendet, die den Wärmeaustauschprozess beschleunigen. Ein mathematisches Modell wurde erstellt und mit numerischen Methoden gelöst. Als Ergebnis der Studie wurden die Längsverteilung der Wärme und die Strömungsrate untersucht.

Der Artikel zielt darauf ab, die Betriebsparameter des Geräts zu bestimmen und die Probleme bei der Ermittlung der optimalen Geschwindigkeit beim Eintritt in das Rohr zu lösen. In der Arbeitskammer des Geräts wurde eine Analyse der Luftbewegung und des Auftretens eines Wirbels in konkaven Rohren durchgeführt.

Bei der Entwicklung eines mathematischen Modells der Längsverteilung von Wärme und Geschwindigkeit in jedem Luftrohr dieses konkaven röhrenförmigen Solarlufterhitzers wurden die Reynolds-gemittelten Navier-Stokes-Gleichungen (engl. RANS (Reynolds–averaged Navier-Stokes)) verwendet. Das Spalart-Allmares-Turbulenzmodell wurde verwendet, um die RANS-Gleichung zu schließen. Zur Lösung der Reynolds- und Spalart-Allmares-Differentialgleichungen für konvektive Terme wurde das Schema gegen den Fluss von AA Samarisky verwendet, und für den Diffusionsterm wurde das Schema der zentralen Trennungen verwendet. Für die Differenzapproximation der anfänglichen Gleichungen wurde die Kontrollvolumenmethode verwendet, und die Beziehung zwischen Geschwindigkeiten und Druck wurde mithilfe des SIMPLE-Verfahrens (SemiImplicit Method for Pressure Linked Equations) ermittelt.