INTENSIFICAÇÃO DA TRANSFERÊNCIA DE CALOR EM COLETOR SOLAR DE PLACA PLANA ATRAVÉS DE GERADOR DE VÓRTICE LONGITUDINAL DO TIPO DELTA
Preocupações quanto aos impactos
ambientais e a escassez dos recursos fósseis
para a geração de energia tem motivado o
desenvolvimento tecnológico de alternativas
renováveis que complementem a matriz
energética. Coletores solares de placa planas
são utilizados em aplicações domésticas ou
comerciais para o aquecimento de fluídos,
minimizando a demanda por energia elétrica
empregada para o aquecimento de água
em chuveiros e piscinas, que muitas vezes
onera a fatura de energia elétrica. Contudo, o
desenvolvimento de tecnologias que intensifique
a conversão da energia solar para a energia
térmica ainda permanece como uma importante
área de desenvolvimento para aumentar a
eficiência do sistema solar. Geradores de
vórtices longitudinais (GVL) do tipo deltawinglet são técnicas passivas consolidadas
aplicadas em trocadores de calor compactos,
mas que ainda são pouco utilizadas na áreasolar térmica. Aplicando a Dinâmica dos Fluidos
Computacional (CFD), neste trabalho avaliamos
o processo de intensificação da transferência
de calor através da aplicação de GVL do tipo
delta-winglet no interior dos tubos de um coletor
solar de placa plana. A melhor razão entre a
transferência de calor e a perda de carga foi
verificada para o ângulo de ataque dos GVL de
30º, enquanto a maior transferência de calor foi
atingida para o ângulo de ataque igual a 45º,
independentemente do número de Reynolds
(300, 600 ou 900). Além disso, os geradores
de vórtices 1 e 2 apresentaram impacto
significativo apenas no fator de atrito, podendo
ser eliminados sem prejuízo à transferência de
calor.
INTENSIFICAÇÃO DA TRANSFERÊNCIA DE CALOR EM COLETOR SOLAR DE PLACA PLANA ATRAVÉS DE GERADOR DE VÓRTICE LONGITUDINAL DO TIPO DELTA
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DOI: 10.22533/at.ed.67419220111
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Palavras-chave: Energia solar, Coletor solar, Intensificação da transferência de calor
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Keywords: Solar Energy, Solar collector, Augmentation of Heat Transfer
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Abstract:
Continental concerns about the
environmental impacts and the scarcity of fossil
energy resources for generation of energy
has progressively motivated the technological
development of alternatives from renewable
sources that could complement the energy
matrix. Flat plate solar collectors could be used
in domestic or commercial applications for fluid
heating, minimizing the demand for electricity
which is traditionally used for water heating in
showers and swimming pools. It often increases
a lot the electric bill. However, the development of technologies that improve the process of energy conversion from solar radiation to
thermal energy remains an important development area to increase the efficiency of
solar system. Longitudinal vortex generators type delta-winglet are important passive
techniques applied in compact heat exchangers, but it is few applied on solar thermal
area. Through Computational Fluid Dynamics (CFD), this work evaluates the process
of augmentation of heat transfer by vortex generators type delta-winglet on a flat plate
solar collector. The high argumentation ratio between heat transfer and pressure drop
is verified for the attack angle of vortex generator at 30º, whereas the higher heat
transfer is achieved for attach angle of 45º, for all Reynolds number evaluated (300,
600 and 900). Moreover, the vortex generator 1 and 2 just impact on friction factor and
for this case could be suppressed without significant impact on overall transfer.
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Número de páginas: 15
- FELIPE AUGUSTO SANTOS DA SILVA
