Estudo teórico de Convecção Natural em coletores concentrados com Absorvedor Cilíndrico.

Abstract

No presente trabalho, é feito um estudo teórico sobre a convecção natural no interior de coletores concentradores com absorvedor cilíndrico. Foram analisadas duas situações: absorvedor totalmente iluminado denominado de caso 1; absorvedor metade iluminado denominado de caso 2. A análise é feita para o regime não permanente e permanente, considerando-se o escoamento bidimensional. Admite-se que o absorvedor seja uma superfície isotérmica quente, a cobertura uma superfície isotérmica fria e as superfícies refletoras isoladas termicamente. As equações de conservação foram resolvidas utilizando-se o método de elementos finitos para se determinar as distribuições da função corrente, temperatura adimensional, vorticidade e o número de Nusselt local e médio em função dos parâmetros térmicos e geométricos e das propriedades físicas do meio. Os resultados são apresentados para ambos os casos 1 e 2, considerando-se os seguintes parâmetros: fatos de concentração 3,64, fator de truncamento 0,5, ângulo de inclinação de 0° a 90°, medidos a partir da horizontal, número de Prandtl 0,733 e número de Grashof na faixa de 10⁵ a 10⁶. Os resultados do número de Nusselt, médio, obtidos no presente trabalho para ambos os casos 1 e 2, podem ser relacionados pela seguinte equação: Nu = aRaᵇ, onde os parâmetros a e b dependem da geometria e do ângulo de inclinação do concentrador.