Transmisión de calor a bajo número de Reynolds en colectores solares planos con elementos insertados

Abstract

Este proyecto se enmarca dentro del área de investigación de “Mejora de la transferencia de calor en captadores solares térmicos” del Grupo de Investigación del departamento de Ingeniería Térmica y de Fluidos de la Universidad Politécnica de Cartagena. Una de las líneas de investigación abiertas en esta área es la mejora de la transferencia de calor en los colectores solares mediante elementos insertados. En el área anteriormente descrita, una de las líneas de investigación abiertas es la mejora de la transferencia de calor en los colectores solares mediante elementos insertados. Los trabajos realizados en materia de procedimiento experimental, en la que se centra este PFC, se vienen desarrollando durante los últimos siete años en los dos bancos de ensayo de los que dispone la Universidad. Existe uno exterior, en el que se pueden ensayar dos captadores a escala real simultáneamente montados sobre un seguidor solar a dos ejes, y otro interior, donde se realizó este PFC, en el que se ha podido ensayar en condiciones mucho más controladas un captador solar, en este caso a escala y formado únicamente por tres tubos. Se pretende seguir con el estudio experimental ya realizado por compañeros sobre el uso de elementos insertados para mejorar la eficacia de los captadores solares planos. En ensayos anteriores, se experimentó tanto con tubos sin ningún elemento insertado, como con diferentes tipos de elementos insertados con forma de muelles y lámina en espiral. En el presente proyecto se estudia la transferencia de calor en colectores solares planos con tubo liso y varios ángulos de inclinación, así como con láminas en espiral (twisted tapes). Se pretende evaluar experimentalmente la influencia de la convección mixta en la transmisión del calor, tanto con tubo liso como con tubo mejorado. Además, este trabajo experimental se ve complementado con los trabajos realizados de simulación numérica de otros PFC anteriores. Como objetivos específicos de dicho proyecto se citan los siguientes: • Evaluación y mejora de la instalación destinada a realizar ensayos de transferencia de calor. • Describir cada uno de los elementos que componen la instalación experimental, especificando su función. • Obtener experimentalmente el número de Nusselt en tubo liso con condición de contorno de flujo de calor contante sobre el absorbedor, en las condiciones de trabajo típicas de colectores solares térmicos. • Obtener experimentalmente el número de Nusselt en tubo con láminas insertadas con condición de contorno de flujo de calor constante sobre el absorbedor, en las condiciones de trabajo típicas de colectores solares térmicos. • Obtener la evolución de la temperatura de absorbedor en condiciones de tubo liso y tubo con elementos insertados.