بررسی تاثیر پارامترهای هندسی و سطوح آب گریز بر عملکرد نیروگاه دودکش خورشیدی

هدف اصلی این مطالعه، مدل سازی دودکش خورشیدی برای به دست آوردن رابطه بین توان تولیدی توربین و پارامترهای هندسی است که در این راستا 9 مدل مختلف براساس ارتفاع و قطر دودکش برای بررسی میزان تاثیر پارامترهای هندسی بر عملکرد توربین تعریف شده است. همچنین به منظور ارتقای عملکرد سیستم، سطوح آب گریز با اعمال شرط لغزش در دیواره ها مورد ارزیابی قرار گرفته است. مدل k-ε برای مدل سازی جریان آشفته مورد استفاده قرار گرفته و روش فن معکوس به منظور شبیه سازی توربین استفاده شده است. برای این منظور ابتدا نتایج به دست آمده از تغییرات سرعت و دبی جرمی طبق مطالعات پیشین اعتبارسنجی شده و سپس با اعمال جهش های فشاری مختلف بر توربین میزان اثرپذیری پارامترهای هندسی مذکور مورد بررسی قرار گرفته است. با مقایسه اجمالی نمودارهای دبی جرمی و توان خروجی توربین مدل ها مشاهده شد که حالت بهینه دودکش نسبت به یک شرایط خاص قابل تعریف بوده و امکان تعریف یک حالت کلی بهینه برای دودکش خورشیدی وجود ندارد. به عبارتی پارامترهای هندسی مورد مطالعه بایستی به طور همزمان در طراحی سیستم مورد ارزیابی قرار گیرند. همچنین در این مطالعه رابطه ای بین توان تولیدی توربین و ارتفاع و قطر دودکش برای یک حالت خاص به عنوان نمونه ارائه شده است. در نهایت، با اعمال شرط لغزش در دیواره ها برای شبیه سازی سطوح آب گریز، سعی بر کاهش میزان تنش برشی در دیواره شده که به ارتقای 5 درصدی عملکرد سیستم منجر شده است.