Étude numérique de l’intensification des échanges dans un absorbeur de capteur solaire

Les centrales thermiques solaires, munies de concentrateurs cylindro-paraboliques, disposent d’un absorbeur. La géométrie de ce dernier est un tube dont la surface est chauffée par le rayonnement solaire qui est concentré par un miroir cylindro-parabolique. L’objectif de notre travail porte sur l’intensification des transferts thermiques au niveau de l’écoulement interne de l’absorbeur du système. Deux configurations géométriques sont étudiées. La géométrie « SIT » (Swirl Internal Tube) où la paroi extérieure est droite de section circulaire tandis que le noyau central génère un mouvement de « swirl ». Et la géométrie « SET » (Swirl External Tube) où c’est la paroi extérieure qui engendre un mouvement de « swirl » tandis que le noyau est rectiligne et caractérisé par une section de passage elliptique. L’étude est menée par voie numérique pour plusieurs nombres de Reynolds, allant de 860 à 70000. Après une validation expérimentale du collecteur solaire SEGS LS-2, la topologie de l’écoulement, le champ de température, le nombre de Nusselt et le facteur de frottement des deux configurations proposées sont examinées. Cette analyse des propriétés de l’écoulement permet d’expliquer les performances thermo-hydrauliques en fonction du nombre de Reynolds.

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