Análise transiente do processo de aquecimento em tubos a vácuo

Rejane De Cesaro Oliveski, Marcelo Dalla Corte, Arno Krenzinger

Resumo


Coletores de tubo evacuado apresentam melhor desempenho que os coletores planos, para operação em altas temperaturas. Os coletores solares tubulares isolados com vácuo podem operar basicamente com 4 configurações. A configuração estudada neste trabalho consiste em um coletor tubular preenchido diretamente com água (water-in-glass). O objetivo deste trabalho é investigar o efeito de soluções em regime transiente em relação às soluções obtidas com a hipótese de regime permanente. O estudo é realizado através de simulação numérica por CFD. O modelo numérico é tridimensional e é composto pelas equações da conservação da massa, quantidade de movimento e energia. A malha computacional é do tipo hexaédrica, com refinamento nas regiões de maiores gradientes térmicos e fluidodinâmicos. O modelo numérico foi validado com resultados numéricos da literatura na condição de regime permanente e uma boa concordância entre eles pode ser observada. Uma análise transiente, para um período de 12 horas, com fluxo de calor variável foi realizada. São apresentados campos de temperatura e velocidade, bem como perfis de vazão mássica ao longo do tubo para diversos horários. Os resultados mostram que os campos de temperatura e velocidade são influenciados pela intensidade de radiação em diferentes horários, bem como o perfil de vazão mássica e de temperatura média do escoamento ascendente. No entanto, pelo menos para às 12 h os resultados obtidos em regime transiente e regime permanente não apresentaram diferenças visíveis.


Palavras-chave


Energia Solar; Tubos a Vácuo; Simulação Numérica

Texto completo:

PDF

Referências


Budihardjo, I., 2005. Evacuated Tubular Solar Water Heaters, Tese de doutorado, University of New South Wales, Australia.

Budihardjo, I., Morrison, G. L. Behnia, M., 2005. Measurement and simulation of flow rate in an evacuated tube solar water heater, Solar Energy, vol. 78, pp. 257-267.

Budihardjo, I., Morrison, G. L. Behnia, M., 2007. Natural circulation flow through water-in-glass evacuated tube solar collectors, Solar Energy, vol. 81, pp. 1460-1472.

Cabanillas, R. E., Estrada, C. A, Avila, F., 1995. A device for measuring the angular distribution of incident radiation on tubular solar collectors, Renewable Energy, vol. 6, pp. 843-847.

Tang, R., Gao, W., Yu Y., Chen, H, 2009. Optmal tilt-angles of all-glass evacuated tube solar collectors, Energy, vol. 34, pp. 1387-1395.

Zambolin, E., Del Col, D, 2010. Experimental analysis of thermal performance of flat plate and evacuated tube solar collectors in stationary standard and daily conditions, Solar Energy, vol. 84, pp. 1382-1396.


Apontamentos

  • Não há apontamentos.

Desenvolvido por:

Logomarca da Lepidus Tecnologia