شود که حضور فینها سبب شده است که دما از 402 به 347 درجه سانتیگراد برسد]9[. از آنجا که اندازه مجموعهی TWT کوچک میباشد لذا مقدار توان تولیدی بر واحد حجم و سطح بسیار بالا خواهد بود. این امر اهمیت تحلیل حرارتی و همچنین خنککاری را دو چندان میکند. در مقالهLie-Ming و همکاران روشهای مختلف خنک کاری بر اساس تغییر شرایط مرزی مورد مطالعه قرار گرفته است ]10[.
لازم به ذکر است که در بررسی عملکرد حرارتی کلکتور دو دیدگاه مختلف در نظر گرفته میشود : یکی اینکه توان وارد شده بر کلکتور به صورت میانگین در نظر گرفته شود و دیگر اینکه توان ورودی بر هر قسمت بطور دقیقتر محاسبه و اعمال گردد. برای تحلیل دقیقتر مساله میتوان از روش دوم استفاده نمود، اما زمانی که بخواهند روشهای مختلف خنکسازی را با یکدیگر مقایسه کنند استفاده از روش توان میانگین بصرفهتر میباشد ]10[.
Lie-Ming و همکاران در سال 2006 بازه تغییرات دمایی کارکرد کلکتور را در حالت توان میانگین محاسبه کردند و در این حالت دمای ماکزیمم در کلکتور را 156 درجه سانتیگراد گزارش نمودند ]10[.
ایشان بازه تغییرات دمای بدست آمده در حالت توان ورودی واقعی را نیز محاسبه نمودند و در این حالت دمای ماکزیمم در کلکتور را 143 درجه سانتیگراد گزارش نمودند]10[. هدف اصلی در این خنک سازی، بالا بردن توان ورودی به کلکتور، به گونهای که دمای ماکزیمم از 235 درجه سانتیگراد فراتر نرود، بوده است.Lie-Ming و همکاران در سال 2006 در تمام حالات بررسی شده میزان گرمای خروجی از سیستم را هم محاسبه نمودند ]10[.
جدول 2-1 خلاصه نتایج بدست آمده توسط ایشان را بیان میکند.
جدول ‏2-1 توان تلف شده در کلکتور TWT با روشهای خنککاری متفاوت ]10[.
همانگونه که در جدول 2-1 مشاهده میشود، دمای حداکثر، در شرایط مرزی، از 235 درجه سانتیگراد تجاوز نمیکند.
Damacharla در سال 2010 تحلیل حرارتی کلکتورهای چند مرحله ای را با استفاده از نرم افزار ANSYS ]11[، انجام داده است ]12[. همچنین ایشان برای مش بندی از نرم افزار ICEM استفاده کرده است. Petillo و همکاران در سال 2002 نیز تحلیلهای الکتریکی TWT را توسط نرم افزار michelle انجام دادند ]13[.
از میان انواع TWT ،خنک سازی مدل هایی که کاربرد فضایی دارند دشوارتر است چرا که امکان خنک سازی به روش جابجایی در خارج از جو و در خلا وجود ندارد. در واقع یک ساختار radiative باید خنککاری لازم را تامین نماید. این ساختار بر روی کلکتور نصب میگردد تا قسمت اعظم حرارت از طریق تابش بیرون رود. باقیمانده حرارت از طریق هدایت وارد فضاپیما میشود. Kaliski در سال 2003 تحلیلی با هدف مینیمم کردن هدایت به داخل سفینه انجام داده است ]14[.
Sartre وLallemand در سال 2001 مکانیزمهای مختلفی را که برای کاهش مقاومت تماسی بکار میروند بررسی کردند. برای این منظور علاوه بر گریسها از مواد دیگری نیز از جمله coating استفاده میشود، اما معمولا گریس های رسانا دارای بازدهی بیشتری هستند ]15[.
با توجه به تحقیقات انجام شدهی فوق، هدف از پژوهش حاضر، بدست آوردن توزیع دما در دو کلکتور، با توانهای 900 وات و 3000 وات میباشد؛ هندسه این کالکتورها منحصر به فرد بوده و با تحلیل حرارتی این کلکتورها (که برای اولین بار صورت میگیرد) امکان ساخت کلکتور 3000 وات برای اولین بار در کشور فراهم خواهد شد. ابتدا تحلیل حرارتی بر روی کلکتور 900 وات که امکان اعتبار سنجی بر اساس آن وجود دارد صورت میگیرد و سپس کلکتور 3000 وات تحلیل حرارتی میگردد.
فصل سوم

3- روش انجام تحقیق
3-1- مقدمه
مطالعات نظری امکان بهرهگیری از نتایج مدل ریاضی را فراهم میکند و در مقایسه با مطالعات تجربی پراستفاده و پرکاربردتر است. مدل ریاضی مربوط به فرآیندهای فیزیکی مورد نظر در انتقال حرارت جابجایی آزاد و اجباری اصولا از یک سری معادلات دیفرانسیل تشکیل شده است و برای حل این معادلات، روشهای موجود در ریاضی کلاسیک در مورد بسیاری از پدیدهها به صورت کامل پاسخگو نیست زیرا اغلب پاسخها شامل سریهای نامحدود، توابع خاص، معادلات غیر جبری، مقادیر ویژه و … میباشند، به طوریکه بدست آوردن جواب از آن کار سادهای نیست. خوشبختانه، توسعه روشهای عددی و در دسترس بودن پردازشگرهای بزرگ این اطمینان را به وجود آورده است که تقریبا برای هر مسأله عملی میتوان از مفاهیم یک مدل ریاضی استفاده کرد.
3-2- امتیازات محاسبات تئوری
مهمترین شاخصه یک مطالعه عددی، کم هزینه بودن یک مطالعه است. در بیشتر موارد، هزینه استفاده از یک نرمافزار به مراتب کمتر از مخارج انجام آن مطالعه در آزمایشگاه میباشد. این عامل در هنگام پیچیدگی و گستردگی فیزیک مسأله از اهمیت بیشتری برخوردار است.