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集成纳米增强相变材料的纳米流体光伏热系统性能优化( Performance optimization of a nanofluid-based photovoltaic thermal system integrated with nano-enhanced phase change material )
A Kazemian M Khatibi SR Maadi T Ma
本研究采用瞬态三维模型对集成纳米增强相变材料的纳米流体基光伏热系统进行了数值模拟。氧化铝纳米粒子分散在传热流体水和Rubitherm系列有机相变材料中。应用响应曲面法建立了一个以相变材料层厚度、传热流体质量流量、纳米粒子通过相变材料和工质的质量分数为4个不同设计参数的系统行为预测模型。得到了这些参数与电热功率、火用、熵产等响应之间的关系以及它们对系统性能的交互影响。最后，采用单目标和多目标优化方法，根据设计者的目标，定义不同的场景对系统进行优化。结果表明，纳米粒子在传热流体中的分散比在相变材料中加入纳米粒子能更好地改善光伏热系统的性能。采用多目标优化方法，使系统的电耗和热耗达到最大，同时得到系统的最佳电耗和热耗分别为135.92和2.44W/m。
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