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CONEM 2022
XI Congresso Nacional de Engenharia Mecânica - CONEM 2022
Estudo por simulação numérica da adição de aletas internas no tubo receptor de um concentrador solar tipo calha parabólica
Submission Author:
Alex Renó , MG , Brazil
Co-Authors:
Alex Renó, Juan Jose Garcia Pabon, Mamdouh El Haj Assad, Ali Khosravi, Mohammad Malekan
Presenter: Alex Renó
doi://10.26678/ABCM.CONEM2022.CON22-0404
Abstract
O aquecimento global é um problema atual mundialmente debatido e investigado, muitos pesquisadores e cientistas vem colaborando com trabalhos que buscam soluções para remediar seus impactos. As termoelétricas são responsáveis por emitir grandes quantidades de gases poluentes na atmosfera devido a queima de combustíveis fósseis. A usina de energia solar é uma alternativa promissora para suprir a demanda de energia elétrica de forma sustentável. Dentre as tecnologias desenvolvidas para captar a luz solar, o coletor solar de calha parabólica (PTSPP) é usado para a produção de eletricidade e calor simultaneamente, em que, o concentrador solar funciona como uma caldeira de um ciclo Rankine. Este trabalho desenvolve modelagem energética e térmica de PTSPP através da ferramenta de análise CFD em um caso hipotético como base para comparações. O desempenho do coletor PTS é melhorado considerando diferentes cenários, utilizando várias inserções de fluxo interno no tubo receptor principal, responsável por transformar energia da irradiação solar em energia térmica. Para isso, foi utilizado o caso de referência (tudo liso) com diferentes posições das aletas e diferentes geometrias de aletas. O terminol-vp1 é utilizado como fluido de trabalho do sistema. Essa avaliação é realizada através da investigação do parâmetro determinante para o cálculo da eficiência geral do sistema, o coeficiente de transferência de calor. A proposta deste trabalho visa encontrar uma aleta que melhore significativamente a eficiência térmica do tubo receptor em um sistema de geração de energia elétrica por concentrador solar. Os resultados obtidos nas simulações permitem otimizar a geometria e estabelecer uma correção para o cálculo do coeficiente de transferência de calor e a perda de carga. Esta correlação é uma ferramenta para projetos futuros e modelos de usinas solares que utilizam concentradores solares de calhas parabólicas. O melhor desempenho foi obtido para o caso de tubo aletado com comprimento de aleta de 25 mm e espessura de 4 mm. Com este caso a eficiência térmica foi melhorada em 2,13 %.
Keywords
Coletor Solar tipo Calha Parabólica, Inserções de fluxo interno, Energia Solar, Análise CFD, Aleta, Eficiência Térmica
