Simulación Numérica de un Calentador Solar Mediante la Dinámica de Fluidos Computacional (CFD)

Abstract

En el presente trabajo se muestra un estudio numérico de un calentador solar de tubos evacuados utilizando la dinámica de fluidos computacional (CFD). La predicción de la temperatura en el calentador solar comercial de 18 tubos evacuados se obtuvo mediante un modelo de radiación solar. Las propiedades del fluido se describieron como polinomios en términos de la temperatura, de esta manera, se toman en cuenta las fuerzas de flotabilidad y el efecto termosifón debido a los cambios de la densidad. El estudio numérico CFD del calentador fue validado mediante datos experimentales reportados en la bibliografía. Una vez validado el estudio numérico, se obtuvo la distribución de temperatura en el calentador solar de tubos evacuados para diferentes relaciones de volumen de agua (tanque de almacenamiento/tubos evacuados) obteniendo una mayor temperatura para una relación de 1 y una menor temperatura para una relación de 5.