使用多壁碳纳米管/MoS₂纳米流体的直接吸收太阳能收集器的增强运行效率

科学领域:

• 可再生能源工程可再生能源工程
• 材料科学 材料科学 材料科学
• 热力学是一种热力学.

背景情况:

• 直接吸收太阳能集热器 (DASC) 对可再生能源至关重要,但它们的效率可能是有限的.
• 纳米流体在太阳能应用中提供了增强热传输的潜力.
• 了解不同纳米流体的性能是优化DASC技术的关键.

研究的目的:

• 为了评估两个不同的纳米流体对DASC的热和能量性能的影响.
• 为了比较在水中的碳基功能化多壁碳纳米管 (MWCNTs) 和二硫化纳米颗粒 (MBDN) 的有效性.
• 研究由MWCNT和MBDN组成的混合纳米流体的协同效应.

主要方法:

• 使用直接吸收式抛物线太阳能收集器设置进行实验调查.
• 在受控的流量和入口温度下测量热效率和能量效率.
• 对纳米流体度的分析,包括MWCNT-水,MBDN-水和混合MWCNT-MBDN水混合物.

主要成果:

• MWCNT纳米流体达到46.4%的峰值热效率,而MBDN纳米流体达到37.1%.
• 一种混合纳米流体证明了优越的热效率 (52.14%),超过了蒸水的性能.
• 混合纳米流体还在最大运行参数下表现出最高的功率效率 (5.26%),系统压力下降较低.

结论:

• 混合纳米流体,特别是MWCNTs和MBDN的组合,在DASC热和能量效率方面提供了显著的改进.
• 这些纳米流体提高了太阳能集热器的性能,而不会因为过度的压力下降而损害系统完整性.
• 这些发现支持使用先进的纳米流体来更有效地收集太阳能.