Amélioration du transfert de chaleur dans la conduite d'écoulement d'un collecteur solaire parabolique

L'objectif de ce travail est de présenter une nouvelle étude thermique du tube circulaire absorbeur/récepteur du système de collecteur solaire cylindro-parabolique pour l'écoulement laminaire et turbulent (modèle k- ) des fluides. En utilisant le logiciel CFD ANSYS FLUENT, une simulation numérique bidimensionnelle est réalisée sur l'écoulement amélioré et le fluide de transfert de chaleur de l'air dans le tube récepteur PTC. Dans les deux régimes d'écoulement laminaire et turbulent, les résultats ont montré des améliorations significatives du transfert de chaleur, de la vitesse et de la chute de température. Le modèle de distribution de la température sur l'absorbeur du tuyau est exposé et les vecteurs de vitesse, les contours de pression et les contours de température sont analysés. La chute de vitesse augmente et la chute de pression diminue avec l'augmentation de la distance le long de l'axe central vers la ligne de sortie du tuyau récepteur. L'effet de l'augmentation du flux de chaleur vers la paroi du tuyau est présenté ; il entraîne une augmentation de la température de la paroi (de 350 à 390 K en écoulement laminaire et de 310 à 325 K en écoulement turbulent). En outre, le nombre Nu, Fr et Cd pour le transfert de chaleur d'un fluide en écoulement laminaire et turbulent ont été calculés. Le facteur de performance thermique de la CTP est estimé à 74% en condition d'écoulement laminaire.

Autorentext

Dr. Marwa Abd El-Rahman, professeur agrégé d'électricité et d'énergie, Mech. Eng. Centre national de recherche (NRC), Égypte. Elle est titulaire d'un diplôme d'ingénieur en mécanique et s'est spécialisée dans les énergies renouvelables et les réseaux intelligents (SMART Grids) depuis plus de 16 ans.