Modelización numérica de los fenómenos de transferencia de calor en colectores solares térmicos. propuestas de mejora de la eficiencia térmica.
Este proyecto de Tesis Doctoral está enmarcado dentro de la línea de investigación "Mejora de la eficiencia energética en captadores solares térmicos", que se desarrolla en el Grupo de I+D de Mecánica de Fluidos e Ingeniería Térmica de la UPCT. Esta Tesis Doctoral se enmarca en el ámbito de la simulación numérica y complementa los estudios de tipo experimental que llevan a cabo otros miembros del Grupo.
Objetivos
- Desarrollar un modelo numérico completo de colector solar plano que permita simular de manera acoplada todos los procesos de la Mecánica de Fluidos y la Transmisión de Calor que tienen lugar en este equipo.
- Validar el modelo utilizando datos experimentales de la curva de eficiencia obtenidos en el banco de ensayos.
Estudios
Una vez validado este modelo global, se podrá utilizar para estudiar el impacto sobre la eficiencia térmica de diferentes condiciones de operación (caudales, fluido caloportador, ángulo de inclinación), o modificaciones en el diseño (tipo de soldadura, sección transversal de los tubos, altura de la cavidad de aire). Además, esta herramienta computacional permitirá analizar en profundidad las características del flujo y los mecanismos de transferencia de calor asociados a cada mejora propuesta.
Influencia de dispositivos insertados
Finalmente, y como complemento de la investigación experimental que se está desarrollando en el Grupo, se analizará la influencia de la utilización de dispositivos insertados en los tubos del absorbedor sobre el comportamiento termohidráulico del captador en relación con el resto de subsistemas que lo componen. De esta manera el modelo permitirá cuantificar el impacto de estas técnicas de mejora en la eficiencia térmica global del colector.
Resultados y propuestas
Como resultado final se valorarán, de entre las técnicas de mejora estudiadas, qué combinación de éstas tiene un impacto más claro en la eficiencia térmica y que, por lo tanto, se propondrían para su implantación en un prototipo con objeto de ser ensayado experimentalmente en condiciones reales de operación.