The effect of nanoparticles on the amount of solar heat energy stored in the phase-change material in a solar dryer

Bahari, Mehdi (2017) The effect of nanoparticles on the amount of solar heat energy stored in the phase-change material in a solar dryer. Masters thesis, university of Mohaghegh Ardabili.

[img]
Preview
Text (بررسی تأثیر نانوذرات بر میزان ذخیره انرژی حرارتی خورشیدی در مواد تغییرفاز دهنده دریک خشک‌کن خورشیدی)
Mehdi Bahari.pdf

Download (729kB) | Preview
Official URL: http://www.uma.ac.ir

Abstract

Today, due to the disadvantages of using fossil fuels to dry food, Agricultural products and its contraceptive laws have been used in recent years Up to a percentage of the energy needed to dry food using solar energy. On the other hand, given that solar energy is not available at night and in cloudy days, the process of drying in solar dryers is largely dependent on the varying conditions of local weather, As a result, it is possible to use thermal storage systems and using appropriate heat storage materials, Avoids heat dissipation during the peak hours of the sun, and uses the maximum storage capacity for a long time after the sun's hours. One of the best ways to save energy resources is to use phase change materials. In this study, in order to store the maximum thermal energy from the heat collected by the solar collector during the day as well as to eliminate the fluctuations in the air temperature of the dryer compartment, The solar dryer was equipped with phase-change material (PCM). To increase the efficiency of phase-change materials, different types of nano-materials are added to them, Which has the effects of increasing the heat capacity, increasing the heat transfer coefficient and the thermal and chemical stability. In this study, alpha-alumina (AL2O3) nanoparticles with a purity of 99% and a size of 50 nm were dispersed into paraffin wax to synthesize aluminum oxide-paraffin nanocomposites. After the design, construction and optimization of the solar dryer, the machine was tested. The results showed that the amount of thermal energy absorbed in the AL2O3 paraffin nanocomposites was increased in comparison with pure paraffin. And the highest stored energy was stored in 1% by weight. And the results showed that the aluminum oxide nanoparticle improved the properties of paraffin wax. Also, to study the effect of thermal energy absorbed in different percentages, Givi fruit was used for drying. The final moisture content of the product was reduced by 69% to a final moisture content of 15% when used with 1.5% (paraffin + AL2O3).

Item Type: Thesis (Masters)
Persian Title: بررسی تأثیر نانوذرات بر میزان ذخیره انرژی حرارتی خورشیدی در مواد تغییرفاز دهنده دریک خشک‌کن خورشیدی
Persian Abstract: امروزه با توجه به معايب مصرف سوخت‌های فسیلی برای خشک‌کردن مواد غذایی، محصولات کشاورزی و قوانین بازدارنده مصرف آن در سالهای اخیر باعث شده است تا درصدی از انرژی مورد نیاز برای خشک‌کردن مواد غذایی با استفاده از انرژی خورشیدی تأمین شود. از طرفی با توجه به این‌که انرژی خورشیدی در هنگام شب و روزهای ابری در دسترس نیست همچنین فرایند خشک‌کردن در خشک‌کن‌های خورشیدی تا حد زیادی به شرایط متنوع آب‌ و هوای محلی بستگی دارد، در نتیجه می‌توان با استفاده از سیستم‌های ذخیره انرژی حرارتی و با استفاده از مواد مناسب ذخیره کننده حرارت، از اتلاف حرارت در طول اوج ساعات تابش خورشید جلوگیری کرد و از حداکثر ظرفیت سیستم ذخیره برای مدت‌ زمان طولانی پس از ساعات تابش خورشید استفاده کرد. یکی از روش‌های بهینه در صرفه‌جویی از منابع انرژی، استفاده از مواد تغییرفازدهنده است. در این پژوهش، به ‌منظور ذخیره انرژی حرارتی بیشینه از گرمای جمع‌آوری‌شده توسط کلکتور خورشیدی در طول روز و همچنین برای از بین بردن نوسانات درجه حرارت هوای محفظه خشک‌کن، خشک‌کن خورشیدی با مواد تغییرفازدهنده (PCM) تجهیز شد. برای افزایش کارایی مواد تغییرفازدهنده، انواع مختلف نانو مواد به آن‌ها اضافه می‌شود، که اثراتی مانند افزایش ظرفیت گرمایی، افزایش ضریب انتقال حرارت و پایداری حرارتی و شیمیایی دارند. در این مطالعه، نانو ذرات آلومینیوم اکسید (AL2O3) نوع آلفا با خلوص99% و اندازه 50 نانومتر به درون موم پارافین برای سنتز نانوکامپوزیت آلومینیوم اکسید- پارافین پراکنده شد. پس از طی مراحل طراحی، ساخت و بهینه‌سازی خشک‌کن خورشیدی، دستگاه در شرایط آزمایش قرار گرفت. نتایج نشان داد که میزان انرژی حرارتی جذب ‌شده در نانوکامپوزیت‌های پارافین AL2O3- در مقایسه با پارافین خالص بیشتر شده است. و بیشترین انرژی حرارتی ذخیره شده در درصد وزنی1% اتفاق افتاد. و نتایج نشان‌ داد که نانوذره اکسید آلومینیوم خواص موم پارافین را بهبود بخشیده است. همچنین به‌منظور بررسی میزان انرژی حرارتی جذب‌شده در درصدهای مختلف، از میوه گیوی برای خشک‌کردن استفاده شد. میزان رطوبت نهایی محصول مورد نظر هنگامی‌که از 5/1 درصد(پارافین+AL2O3) استفاده شد به میزان 69 % کاهش به رطوبت نهایی 15% رسید.
Supervisor:
SupervisorE-mail
Najafi, BahmanUNSPECIFIED
Advisor:
AdvisorE-mail
Baba Pour, AzizUNSPECIFIED
Subjects: Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Biosystem
Divisions > Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Biosystem
Divisions: Subjects > Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Biosystem
Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Biosystem
Date Deposited: 07 Oct 2018 11:22
Last Modified: 07 Oct 2018 11:22
URI: http://repository.uma.ac.ir/id/eprint/495

Actions (login required)

View Item View Item