Overview

O objetivo deste trabalho é apresentar um novo estudo térmico do tubo circular absorvedor/recetor do sistema de colectores solares de calha parabólica para escoamento laminar e turbulento (modelo k-ɛ) de fluidos. Usando o software CFD ANSYS FLUENT, uma simulação numérica bidimensional é realizada no fluxo aprimorado e fluido de transferência de calor do ar no tubo recetor PTC. Em ambos os regimes de fluxo laminar e turbulento, os resultados mostraram melhorias significativas na transferência de calor, velocidade e queda de temperatura também, o padrão de distribuição de temperatura sobre o absorvedor de tubo é exibido e vectores de velocidade, contornos de pressão, contornos de temperatura são analisados. A queda de velocidade aumenta e a queda de pressão diminui com o aumento da distância ao longo do eixo da linha central em direção à linha de saída do tubo recetor. É apresentado o efeito do aumento do fluxo de calor para a parede do tubo, que provoca o aumento da temperatura da parede (de 350 para 390 K em escoamento laminar e de 310 para 325 K em escoamento turbulento). Adicionalmente, foram calculados os números Nu, Fr e Cd para a transferência de calor em escoamento laminar e turbulento. O fator de desempenho térmico do PTC foi estimado, tendo sido encontrado 74% em condições de escoamento laminar.