تقييم الأداء الحراري الهيدروليكي وتوليد الإنتروبي في مجمع شمسي أنبوبي مفرغ يستخدم الماء النقي والسوائل النانوية كسوائل عمل

الملخص: تُجري هذه الدراسة مقارنة عددية للأداء الحراري لثلاث سوائل عمل متميزة (الماء النقي، TiO2، وسوائل الماء النانوية SiO2) ضمن مجمع شمسي أنبوبي مفرغ باستخدام ديناميات السوائل الحاسوبية. تقيم الدراسة الأداء الحراري الهيدروليكي إلى جانب معدلات توليد الإنتروبي العالمية والمحلية، مع مراعاة التباينات في قيم الإشعاع الشمسي ومعدلات تدفق الكتلة المدخلة. تشير النتائج إلى أن السوائل النانوية تظهر أداءً متفوقًا في ظل مستويات منخفضة من الإشعاع الشمسي، حيث تُظهر درجات حرارة خارجة، وسرعات، وكفاءة حرارية، وكفاءة إكسيجية أعلى مقارنة بالماء النقي. ومع ذلك، عند المستوى العالي من الإشعاع الشمسي، تنخفض كفاءة سائل SiO2 النانوي المائي بسبب تأثيره على الحرارة النوعية. علاوة على ذلك، يكشف تحليل توليد الإنتروبي عن تخفيضات كبيرة مع سائل TiO2 النانوي المائي في جميع الظواهر المدروسة (حتى 79%). أداء سائل SiO2 النانوي يتماشى عن كثب مع الماء النقي تحت قيمة إشعاع عالية. تقدم هذه الدراسة رؤى قيمة حول استخدام السوائل النانوية في المجمعات الشمسية عبر ظروف تشغيل متنوعة، مما يبرز دورها المحوري في تعزيز الأداء العام.