Σχεδιασμός και προσομοίωση πρότυπου επίπεδου ηλιακού συλλέκτη με ομοαξονικό σύστημα ροής - Λίνδος, Χρήστος (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Θερμότητας. Εργαστήριο Ηλιακής Τεχνικής, 2017)
Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας αποτελεί η μελέτη ενός επίπεδου ηλιακού συλλέκτη με ομοαξονικό σύστημα ροής, με στόχο τον προσδιορισμό και τη βελτίωση του βαθμού απόδοσής του, καθώς και την ευελιξία του ως προς διάφορες συνθήκες λειτουργίας. Στην εν λόγω ανάλυση περιλαμβάνεται ο σχεδιασμός του συλλέκτη στο περιβάλλον του προγράμματος SolidWorks κι η προσομοίωσή του με τη βοήθεια της πλατφόρμας SolidWorks Flow Simulation. Στο πρώτο κεφάλαιο, περιγράφεται η επικρατούσα ενεργειακή κατάσταση στη σύγχρονη εποχή και σε παγκόσμια κλίμακα, ενώ αναφέρονται κι οι κυριότερες μορφές ενέργειας του πλανήτη, καθώς και τα χαρακτηριστικά τους. Επιπλέον, αναλύονται κάποιες βασικές έννοιες της ηλιακής ενέργειας κι επισημαίνονται τα βασικότερα στοιχεία τόσο για τον επίπεδο ηλιακό συλλέκτη όσο και για το συλλέκτη κενού, στον οποίο χρησιμοποιείται εκτενώς το ομοαξονικό σύστημα ροής. Στο δεύτερο κεφάλαιο, περιγράφονται αναλυτικά οι βασικές εντολές που χρησιμοποιήθηκαν για την υλοποίηση του συλλέκτη στο πρόγραμμα, ενώ ο σχεδιασμός του ορίζεται διεξοδικά στο τρίτο κεφάλαιο, με τη διαδικασία πραγμάτωσης της προσομοίωσής του να καταλαμβάνει το τέταρτο κεφάλαιο. Στο πέμπτο κεφάλαιο αναφέρονται λεπτομερώς οι διαφορετικές συνθήκες λειτουργίες υπό τις οποίες εξετάστηκε ο συλλέκτης κι ακολουθούν κάποια σχόλια και συμπεράσματα. Συγκεκριμένα, βρέθηκε πως η μικρότερη διάμετρος σωλήνωσης είναι πιο αποδοτική, καθώς για μία τυπική θερμοκρασία εισόδου στο συλλέκτη, 50oC, παρουσίασε θερμικό βαθμό απόδοσης 41.06%, έναντι 37.88% της μεγαλύτερης διαμέτρου. Επιπλέον, υπολογίστηκε υψηλότερος συντελεστής μετάδοσης θερμότητας στην πρώτη γεωμετρία έναντι της δεύτερης, ενώ η μείωση της έντασης της ηλιακής ακτινοβολίας μείωσε την ωφέλιμη ισχύ του συλλέκτη, περιορίζοντας παράλληλα και τις απώλειές του. Ο συλλέκτης παρουσίασε αύξηση του βαθμού απόδοσής του με την αύξηση της γωνίας κλίσης του, καθώς περιορίζεται το φαινόμενο της φυσικής συναγωγής του αέρα εντός του διακένου του. Αναφέρεται συγκεκριμένα πως για την ίδια θερμοκρασία εισόδου, η διαφορά από μηδενική γωνία κλίσης έως τις 60ο κυμαίνεται από 0.5% έως 5%. Τελευταία παράμετρος αποτέλεσε η παροχή μάζας, για την κάθε τιμή της οποίας υπολογίστηκε η πτώση πίεσης εντός του συλλέκτη, με την χρησιμοποιούμενη αρχικώς παροχή, 0.004 kg/s, να δείχνει καλό συνδυασμό του βαθμού απόδοσης και της πτώσης πίεσης, η οποία πρέπει κατά το δυνατόν να περιοριστεί, καθώς αυξάνεται με μεγάλο ρυθμό για μεγαλύτερες τιμές της παροχής. Στο έκτο και τελευταίο κεφάλαιο, επισημαίνονται τα συμπεράσματα που προέκυψαν κατά τη μελέτη, καθώς και πιθανοί τομείς μελλοντικής έρευνας.