Archivo de agosto, 2016

Absorbedores volumétricos con mallas metálicas: Una oportunidad a la innovación

Autores: Antonio Ávila-Marín; Jesús Fernández-Reche; CIEMAT-Plataforma Solar de Almería

En los últimos años está resurgiendo un fuerte interés por los receptores volumétricos como se observa en la cantidad de trabajos y proyectos sobre la temática. No en balde, esta tecnología ha sido considerada durante mucho tiempo como una tecnología clave para incrementar el rendimiento global de las plantas termosolares de torre. En este marco, se han ensayado multitud de prototipos, cada uno de ellos con sus ventajas e inconvenientes, y dentro de ellos es necesario destacar los absorbedores volumétricos construidos con mallas metálicas, dada su versatilidad y la facilidad para probar nuevos conceptos y diseños.

En esa línea y dentro del proyecto Alccones se están investigando sobre los receptores volumétricos de malla metálica con distintos tipos de apilamientos. El apilamiento describe la manera en la que se ordenan las mallas que componen el absorber, y la literatura muestra que hay dos opciones extremas, el apilamiento en-línea y apilamiento escalonado, como se muestra en la siguiente figura.

 

En este sentido desde la unidad de SSC del Ciemat se ha realizado un trabajo de simulación y experimentación para analizar ambos tipos de alineamientos. Mientras que en un empaquetamiento alineado tenemos una mayor porosidad volumétrica, menor pérdida de carga, también presenta una menor transferencia de calor. Por el contrario, el empaquetamiento escalonado presenta el comportamiento opuesto.

En un receptor volumétrico la transferencia de calor por convección es un mecanismo de transferencia fundamental además de los fenómenos de transferencia radiativos. Por ello, es necesario su estudio para determinar su influencia sobre los distintos diseños de absorbedores.

Los diversos estudios realizados han mostrado que la transferencia de calor por convección en un apilamiento escalonado es aproximadamente el doble que en un apilamiento en línea, mientras que en el comportamiento de un receptor volumétrico el equilibrio térmico se alcanza para una profundidad del absorbedor de aproximadamente la mitad, como se puede observar en la Fig. 2.

Los ensayos experimentales realizados durante los proyectos Solgemac y Alccones, verifican los datos obtenidos numéricamente, lo cual verifica el trabajo de simulación realizado y alienta a seguir la prometedora línea de trabajo.

 

Referencias

[1] Antonio L. Avila-Marin, Jesús Fernandez-Reche, Marina Casanova, Cyril Caliot, Gilles Flamant, “Numerical Simulation of Convective Heat Transfer for Inline and Stagger Stacked Plain-Weave Wire Mesh Screens and Comparison with a Local Thermal Non-Equilibrium Model”, SolarPACES 2016 Conference.

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