Análise do coeficiente global de perdas de calor de um absorvedor com cavidade trapezoidal de sistema de concentrador solar linear Fresnel

Abstract

O presente trabalho analisa a transferência de calor de um absorvedor linear Fresnel de um concentrador heliotérmico que deverá operar com geração direta de vapor. O estudo consiste na determinação experimental e teórica, a partir de correlações empíricas, do coeficiente global de perda de calor de um protótipo do absorvedor. O absorvedor é uma cavidade trapezoidal com seis tubos paralelos. Os tubos são de aço AISI 304 de 0,0254m (1 pol) de diâmetro interno e 1m de comprimento cujas superfícies externas são pintadas com tinta de emissividade 0, 9.Foram testadas duas configurações, uma em que a abertura da cavidade, na região inferior, é protegida por uma placa de vidro plana e outra em que não há proteção de vidro. O coeficiente global de transferência de calor (Ug) foi determinado em regime estacionário para seis valores diferentes de potência, entre 172 W e 512 W, dissipada por cada resistência elétrica, no interior de cada um dos tubos. Os valores de Ug aumentam com a temperatura dos tubos. Para a configuração sem tampa de vidro, Ug varia entre 7,25 9,07 W/m²K e para a configuração com tampa de vidro varia entre 5,2 6,3 W/m²K. Os resultados experimentais e analíticos são comparados e são compatíveis aos resultados encontrados na literatura.

Abstract : In this study heat transfer of a linear Fresnel absorber of a heliothermic concentrator that should operate with direct steam generation was analyzed. The study consists of the experimental and theoretical determination, from empirical correlations, of the overall heat loss coefficient of a prototype of the absorber. The absorber is a trapezoidal cavity with six parallel tubes. The tubes are AISI 304 0.0254m (1 in) in inner diameter and 1m in length, the outer surfaces of which are painted with emissivity ink 0, 9. Two configurations have been tested, one in which the cavity opening in the region lower, is protected by a flat glass plate and one in which there is no glass protection. The global heat transfer coefficient (Ug) was determined in steady state for six different values of power, between 172 W and 512 W, dissipated by each electric resistance, inside each of the tubes. Ug values increase with tube temperature. For the configuration without glass cover, Ug ranges from 7.25 -9.07 W / m²K and for the configuration with glass lid ranges from 5.2 - 6.3 W / m²K. The experimental and analytical results are compared and are compatible with the results found in the literature.