MODELISATION D’UNE CHEMINEE SOLAIRE
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Date
2025-09-09
Authors
Journal Title
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Volume Title
Publisher
University of M'Sila
Abstract
Cette étude vise à analyser expérimentalement l’impact de la température ambiante et du rayonnement solaire sur les températures moyennes de l’absorbeur et du collecteur d’une cheminée solaire. Pour ce faire, deux prototypes ont été conçus à l’Université de M’sila, et trois campagnes expérimentales ont été menées dans un climat aride à l’Université de Biskra (les 09/05/2022, 21/02/2023 et 23/02/2023). Les résultats ont révélé que la température moyenne de l’absorbeur dépasse systématiquement celle du collecteur. Ces deux températures sont fortement corrélées selon une loi polynomiale, avec des coefficients de détermination très élevés (R² > 0,97). L’étude confirme également que la température ambiante et le rayonnement solaire influencent significativement ces variations thermiques. Des modèles mathématiques ont été développés pour prédire ces évolutions. Par ailleurs, il a été démontré que l’augmentation de la température de l’air favorise sa vitesse d’écoulement dans la cheminée, améliorant ainsi le rendement global du système. En complément de l’étude expérimentale, une validation numérique a également été réalisée à l’aide du logiciel ANSYS, confirmant et renforçant la fiabilité des résultats obtenus expérimentalement.
Description
تهدف هذه الدراسة إلى تحليل التأثير التجريبي لدرجة الحرارة المحيطة والإشعاع الشمسي على درجات الحرارة المتوسطة للماص والمجمع في مدخنة شمسية. لتحقيق ذلك، تم تصميم نموذجين أوليين في جامعة المسيلة، وأُجريت ثلاث حملات تجريبية في مناخ جاف بجامعة بسكرة (في 09/05/2022، 21/02/2023، و23/02/2023). كشفت النتائج أن درجة الحرارة المتوسطة للماص تتجاوز باستمرار درجة حرارة المجمع. وترتبط هاتان الدرجتان بقوة حسب قانون كثير الحدود، مع معاملات تحديد عالية جداً (R² > 0.97). كما تؤكد الدراسة أن درجة الحرارة المحيطة والإشعاع الشمسي يؤثران بشكل كبير على هذه التغيرات الحرارية. تم تطوير نماذج رياضية لتوقع هذه التطورات. علاوة على ذلك، تبين أن زيادة درجة حرارة الهواء تعزز سرعة تدفقه في المدخنة، مما يحسن كفاءة النظام بشكل عام. بالإضافة إلى الدراسة التجريبية، تم إجراء تحقق رقمي باستخدام برنامج ANSYS ، مما يؤكد ويعزز موثوقية النتائج التجريبية.
Keywords
Énergie solaire, cheminée solaire, modélisation, simulation, Ansys, Matlab, الطاقة الشمسية؛ المدخنة الشمسية؛ النمذجة؛ المحاكاة؛ أنسيس؛ ماتلاب