Miglioramento del trasferimento di calore nel tubo di flusso di un collettore solare parabolico

L'obiettivo di questo lavoro è quello di presentare un nuovo studio termico del tubo circolare assorbitore/ricevitore del sistema di collettori solari parabolici per il flusso di fluidi laminari e turbolenti (modello k-ɛ). Utilizzando il software CFD ANSYS FLUENT è stata eseguita una simulazione numerica bidimensionale sul flusso potenziato e sul trasferimento di calore dell'aria nel tubo ricevitore PTC. In entrambi i regimi di flusso laminare e turbolento i risultati hanno mostrato miglioramenti significativi nel trasferimento di calore nella velocità e nella caduta di temperatura; inoltre è stato mostrato il modello di distribuzione della temperatura sul tubo assorbitore e sono stati analizzati i vettori di velocità i contorni di pressione e i contorni di temperatura. La caduta di velocità aumenta e la caduta di pressione diminuisce con l'aumento della distanza lungo l'asse centrale verso la linea di uscita del tubo ricevitore. Viene presentato l'effetto dell'aumento del flusso di calore verso la parete del tubo che provoca un aumento della temperatura della parete (da 350 a 390 K in flusso laminare e da 310 a 325 K in flusso turbolento). Inoltre sono stati calcolati il numero Nu Fr e Cd per il trasferimento di calore del fluido in flusso laminare e turbolento. Il fattore di prestazione termica del PTC è stato stimato ed è risultato pari al 74% in condizioni di flusso laminare.