طراحی، ساخت و بررسی تجربی عملکرد اجاق خورشیدی سهموی

علوم کاربردی و محاسباتی در مکانیک

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 10 مرداد 1402   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jacsm.2023.82768.1190

نویسندگان

ناصر بهارلو هوره^{* 1}؛ علی صادقی²؛ سعید گلشادی³

¹گروه حرارت، سیالات و تأسیسات، دانشکده مکانیک دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی، تهران، ایران،

²گروه حرارت، سیالات و تأسیسات، دانشکده مکانیک دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی، تهران، ایران

³دانشکده شهید مهاجر، دانشگاه فنی و حرفه‌ای استان اصفهان، ایران

چکیده

با توجه به فراوانی و رایگان بودن انرژی خورشیدی در کشور و مشکلات گازرسانی، اجاق خورشیدی جایگزین بسیار مناسبی جهت پخت غذا به شمار می‌رود. در این مقاله، یک دستگاه اجاق خورشیدی سهموی طراحی، ساخته و آزمایش شد. تجهیزات مورد استفاده در ساخت، شامل دیش سهموی شکل آهنی، آیینه‌ها به منظور بازتاب نور روی نقطه کانونی، قوطی و تسمه آهنی به منظور ساخت فک و پایه نگهدارنده می‌باشد. ازجمله نوآوری دستگاه حاضر می‌توان به استفاده از مواد ارزان‌قیمت، قابلیت بالای ارتقاء و تعمیر، کاربری ساده و استفاده آموزشی و قابلیت تغییر زاویه در هر سه بعد مختصات مکانی اشاره کرد. جهت اطمینان از دقت نتایج، نمودار تکرارپذیری ارائه گردیده و آنالیز عدم قطعیت برای همه پارامترها محاسبه شده‌است. نتایج آزمایش‌ها نشان می‌دهد ظرف با مقدار آب 5/0 لیتر در مدت‌زمان 20 دقیقه به جوش می‌آید و با مقدار آب 1٫5 لیتر در این مدت‌زمان به دمای 82 درجه سانتی‌گراد می‌رسد. با مقایسه ظرف آلومینیومی و ظرف مسی نتیجه می‌شود در مدت‌زمان 30 دقیقه دمای آب در ظرف مسی به 86 درجه و در ظرف آلومینیومی به 76 درجه سانتی‌گراد می‌رسد. در آزمایش دیگری ظرف آلومینیومی به شکل دودی (مشکی) بررسی شد که مطابق آزمایش، آب در ظرف دودی در مدت‌زمان 25 دقیقه به جوش می‌آید. مطابق تحلیل ترمودینامیکی که برای محاسبه بازده انرژی در همه آزمایش‌ها انجام پذیرفت، ظرف مسی متوسط با درب بسته با بازده 52/18 درصد و ظرف مسی کوچک با درب بسته با بازده 17 درصد، به ترتیب رتبه اول و دوم را دارا هستند.

کلیدواژه‌ها

انرژی خورشیدی؛ اجاق خورشیدی سهموی؛ جوش آمدن آب؛ بازده انرژی؛ ساخت و آزمایش

مراجع