Σχεδιάση και προσομοίωση ενός επιπέδου ηλιακού συλλέκτη με τη βοήθεια του λογισμικού SOLIDWORKS - Κορρές, Δημήτριος (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Θερμότητας. Εργαστήριο Ηλιακής Τεχνικής., 2014)
Στη συγκεκριμένη εργασία θα ασχοληθούμε με τη μελέτη ενός επίπεδου ηλιακού συλλέκτη απλού καλύμματος, τόσο σε σχεδιαστικό όσο και σε επίπεδο ανάλυσης της θερμικής συμπεριφοράς, εργαζόμενοι με τη βοήθεια του λογισμικού σχεδίασης και προσομοίωσης Solidworks. Κύριος στόχος μας είναι ο προσδιορισμός των θερμοκρασιακών πεδίων ενός επίπεδου ηλιακού συλλέκτη απλού καλύμματος , μέσω της μελέτης ενός τμήματος αυτού. Αρχικά, θα παρατεθούν τα κύρια μέρη που απαρτίζουν έναν επίπεδο ηλιακό συλλέκτη, ενώ θα πραγματοποιηθεί μία εκτενής αναφορά στη λειτουργία και σε ορισμένα από τα κύρια μέρη του. Πιο συγκεκριμένα, θα αναλυθούν τα θερμικά φαινόμενα που λαμβάνουν χώρα εντός του συλλέκτη(φαινόμενο του θερμοσιφώνου, φαινόμενο του θερμοκηπίου), ενώ παράλληλα θα αναφερθούμε αναλυτικά στα κύρια στοιχεία που χαρακτηρίζουν το κάλυμμα και την πλάκα απορρόφησης(υλικά, πάχη, οπτικές ιδιότητες). Επίσης, θα γίνει και μία αναφορά στη σημασία του διακένου, όσον αφορά στις απώλειες λόγω συναγωγής που προκαλεί ο εσωκλειόμενος σε αυτό αέρας. Ακόμη, θα ασχοληθούμε με τη λειτουργία και τη δομή των αντιανακλαστικών και των επιλεκτικών επιστρώσεων που εναποτίθενται στην επιφάνεια του καλύμματος και του απορροφητή αντίστοιχα, ενώ στο τέλος θα περιγράψουμε τη μέθοδο φυσική εναπόθεση ατμών(PVD) Sputtering, μέσω της οποίας συνηθίζεται να πραγματοποιούνται οι προαναφερθείσες επιστρώσεις. Στο δεύτερο κεφάλαιο θα γίνει, μία αναφορά στις δυνατότητες και στα βασικά στοιχεία του προγράμματος Solidworks, ενώ έπειτα θα πραγματοποιηθεί εισαγωγή στο περιβάλλον αυτού. Πρώτα απ’ όλα, θα περιγραφούν οι βασικές εντολές σχεδίασης που διέπουν το λογισμικό και στη συνέχεια θα αναλυθεί η λειτουργία τους καθώς και ο τρόπος χρήσης τους. Ύστερα, θα ασχοληθούμε με τις εντολές παραγωγής και επεξεργασίας στερεού σώματος, καθώς επίσης και με τη συναρμολόγηση αντικειμένων. Όλα αυτά θα αναλυθούν με τη βοήθεια λεπτομερών παραδειγμάτων. Στο τρίτο κεφάλαιο μπαίνουμε, πλέον, στο πρώτο αντικείμενο μελέτης της εν λόγω εργασίας που δεν είναι άλλο από τη σχεδίαση ενός επίπεδου ηλιακού συλλέκτη απλού καλύμματος. Στο κεφάλαιο αυτό, θα σχεδιάσουμε τις συνιστώσες του συλλέκτη μας ,κάθε μία ξεχωριστά και εν τέλει θα τις συναρμολογήσουμε. Επίσης, θα περιγραφεί βήμα-βήμα η μεθοδολογία που ακολουθήθηκε τόσο κατά τη σχεδίαση κάθε μιας συνιστώσας, όσο και κατά το στάδιο της συναρμολόγησης. Στο τέταρτο κεφάλαιο, ασχολούμαστε, πλέον, με το κομμάτι της προσομοίωσης, η οποία αποτελεί το δεύτερο και κύριο αντικείμενο μελέτης. Παρατίθενται, αρχικά, οι βασικές εξισώσεις που διέπουν τον επίπεδο ηλιακό συλλέκτη, ενώ στη συνέχεια περιγράφεται η βασική ιδέα με την οποία προσεγγίζουμε το πρόβλημα και παράλληλα γίνονται οι απαραίτητες παραδοχές για την προσαρμογή του τελευταίου στο πρόγραμμα. Στο πέμπτο και τελευταίο μέρος, παρατίθενται τα αποτελέσματα της προσομοίωσης μέσω πινάκων και διαγραμμάτων. Τα συγκεκριμένα αποτελέσματα αντιστοιχούν στις περιπτώσεις όπου ο συλλέκτης μας είναι επιλεκτικός ή μη.