散射效应强化纳米颗粒悬浮液太阳能吸收性能  被引量:1

Enhancing Solar Absorption Performance of Nanofluids by Tuning Scattering Effect

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作  者:陈星宇 陈梅洁 周萍[1] 闫红杰[1] CHEN Xingyu;CHEN Meijie;ZHOU Ping;YAN Hongjie(School of Energy Science and Engineering,Central South University,Changsha 410083,China)

机构地区:[1]中南大学能源科学与工程学院,长沙410083

出  处:《工程热物理学报》2023年第2期406-412,共7页Journal of Engineering Thermophysics

基  金:国家自然科学基金资助项目(No.52006246)。

摘  要:本文基于有限元法-蒙特卡洛法研究了散射效应对纳米流体太阳能吸收性能的影响。结果表明,在一定范围内增强纳米流体的散射能力可以提高纳米流体的太阳吸收效率。此外,将具有强散射能力的TiO2纳米颗粒分散到Au纳米流体中,通过调控TiO2纳米颗粒的体积分数(fv-TiO2),在考虑纳米流体稳定性的同时,可以提高混合纳米流体的太阳能吸收效率。当fv-TiO2=0.05%时,混合纳米流体的太阳吸收效率提高了16.6%(fv-Au=0.0005%,厚度d=5.0 cm)。对于强散射的纳米流体,增大d,可以进一步提高混合纳米流体的太阳能吸收效率。当d=5.0 cm时,混合纳米流体的太阳吸收效率为78.7%,比d=1.0 cm时高35.7%(fv-Au=0.0005%,fv-TiO2=0.05%)。In this paper,the effect of scattering on the absorption performance of nanofluids was investigated based on the finite element method-Monte Carlo method.Results showed that enhancing the scattering ability of nanofluids in a certain range can improve the solar absorption performance.Furthermore,by dispersing TiO2nanoparticles with strong scattering ability into Au nanofluids,the solar absorption efficiency of the hybrid nanofluid can be improved by regulating the volume fraction of TiO2nanoparticles (fv-TiO2) with a consideration of the nanofluid stability.The solar absorption efficiency of the hybrid nanofluid was increased by 16.6% when fv-TiO2=0.05%(fv-Au=0.0005%,depth d=5.0 cm).For strongly scattering nanofluids,increasing d can further improve the solar absorption efficiency of the hybrid nanofluid.The solar absorption efficiency of the hybrid nanofluid was 78.7%at d=5.0 cm,35.7%higher than at d=1.0 cm (fv-Au=0.0005%,fv-TiO2=0.05%).

关 键 词:太阳能吸收 纳米流体 散射 有限元 蒙特卡洛法 

分 类 号:TK519[动力工程及工程热物理—热能工程]

 

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