Avaliação numérica da convenção natural em coletor solar de tubo evacuado

Resumo

Este trabalho propõe uma avaliação qualitativa da convecção natural que ocorre no coletor solar de tubo evacuado. Para tanto foi utilizado o método de volumes finitos aplicado com a ferramenta do fluidodinâmica computacional ANSYS-FLLUENT. Foram simuladas situações de irradiância sobre o tubo de 300, 500 e 800 W/m2, combinadas a ângulos de inclinação do coletor de 30° e 45° em relação ao plano horizontal. Observou-se o comportamento no formato de pluma da água quente que sai do tubo em direção ao topo do reservatório. Verificou-se a dependência da velocidade do fluido na saída do tubo com a irradiância e com o ângulo de inclinação. Para ângulos maiores há velocidades maiores e, consequentemente, uma homogeneização maior da temperatura no reservatório. Entre o fluido aquecido que ascende ao reservatório e o que desce para o fundo do tubo há uma zona de cisalhamento, onde foi observada uma reegião de recirculação de fluido.