SECOND LAW ANALYSIS OF DOUBLE PASS SOLAR AIR HEATER EQUIPPED WITH ALUMINUM RECYCLED CANS AS AUGMENTATION TECHNIQUES

Abstract

ABSTRACT

The global fuel crisis and its environmental damage prompted many researchers to develop solar air heaters used in heating applications and drying agricultural crops. The current study included the development of the performance of the solar air heater using the extended surfaces represented by hollow cans. An experimental setup of double pass solar air heater collector was fabricated and equipped with the necessary equipment’s needed foe measurement. Three models were used in this study. In model I; No modifications have been made to the flat plate that absorbs sunlight. In model II; The hollow recycled aluminum cans, which have two different diameters and lengths, are arranged in equally spaced rows, one after the other, in such a way that air enters and parallel to the direction of the flow, regardless of the fact that they have the same dimensions. In model III, the same sorting process was performed in model II, but taking into account the fact that the cans to be lined up are the same.The experiments were conducted in Anbar Governorate - Ramadi climatic conditions. Four values of the mass air flow rate were used to show its effect on the performance of these collectors. The effect of changing the values of solar radiation on the performance of these collectors was studied. the results showed that as the solar irradiation increases the thermal efficiency increases and the thermal efficiency is greatly dependent to the mass flowrate. at midday the highest value of temperature difference (7°C) , the highest thermal efficiency (75.9 %) and The second law thermal analysis gave the highest exergetic efficiency (38.57 %) was obtained by using Model II. The comparison with previous published data gave a good agreement.

ÖZET

Küresel enerji krizi ve enerji üretmek için kullanılan yakıtın çevreye verdiği zararlardan dolayı, birçok araştırmacıyı ısıtma uygulamalarında ve tarımsal ürünlerin kurutulmasında kullanılan güneş enerjili hava ısıtıcıları geliştirmeye yönlendirmiştir. Bu çalışmada, güneş ışığı emen düz plakanın güneş ışığına ve üflenen havaya maruz kalan alanını içi boş geri dönüşümlü alüminyum kutularla değiştirerek oluşturulan güneş enerjili hava ısıtıcısının bu değişimlerden dolayı performansında oluşan gelişmeler incelenmiştir. Çift geçişli güneş enerjili hava ısıtıcı kollektör deney düzeneği literatürde bulunan ekipmanların dış ölçülerine göre imal edilmiştir. Bu çalışmada üç model kullanılmıştır. Model I’da; güneş ışığını emen düz plakaya herhangi bir değişiklik yapılmamıştır. Model II’da ise; iki farklı çaplara ve uzunluklara sahip olan içi boş geri dönüşümlü alüminyum kutular aynı ebatlara sahip olmasının dikkate almayarak içinden hava girecek ve akışın yönüne paralel olacak şekilde arka arkaya eşit aralıklı sıralar halinde dizilmiştir. Model III’da ise model II’de yapılan dizme işleminin aynısı fakat dizilecek olan kutuların aynı olması dikkate alarak yapılmıştır. Denemeler Anbar Valiliği - Ramadi iklim koşullarında gerçekleştirilmiştir. Bu kollektörlerin performans değişimi göstermek için dört farklı kütlesel debi kullanılmıştır. Güneş ışığı değerlerinin değiştirilmesiyle birlikte kollektörlerin performansına oluşan etki incelenmiştir. Sonuçlar, güneş ışığı şiddeti arttıkça termal verimliliğin arttığını ve termal verimliliğin büyük ölçüde kütle akış hızına bağlı olduğunu göstermiştir. Öğle saatlerinde en yüksek sıcaklık farkı değeri (7°C), en yüksek ısıl verim (%75.9) ve ikinci kanun ısıl analizi en yüksek ekserjetik verimi (%38.57) Model II kullanılarak elde edilmiştir. Bu elde edilen veriler daha önce literatürde yayınlanmış verilerle karşılaştırıldığında sonuçların mantıklı olduğunu ve deneyin doğuru yapıldığını tespit edilmiştir.