Estudio térmico de un tubo absorbedor compuesto

Descripción

La generación directa de vapor con concentradores solares, es una alternativa en el futuro, para la generación de potencia eléctrica. Los sistemas solares que operan en la actualidad, utilizan un aceite térmico como fluido de trabajo, comparadas con las plantas de combustibles fósiles, tienen como desventaja que, las temperaturas y presiones de operación son bajas, (aproximadamente de 350° C y 30 bar). La generación directa de vapor presenta como principal problemática las flexiones en el tubo absorbedor, originadas por los gradientes de temperaturas radiales y angulares, provocando que el tubo de cristal que rodea al absorbedor se fracture, eliminando el efecto de vacío necesario para la generación de vapor. En este trabajo, se realiza un análisis térmico mediante la simulación numérica de la ecuación de transporte de calor en coordenadas cilíndricas, estado estable y transitorio, que describe el comportamiento térmico del tubo absorbedor durante el cambio de fase, para concentradores solares de canal parabólico. El tubo se compone con el empalme de dos tubos de cédula comercial de los materiales cobre y acero, formando una pared compuesta con una proporción de Cu de 20% y Acero 80%. Se encontró del análisis de resultados, que el arreglo propuesto del tubo compuesto mejora satisfactoriamente el comportamiento térmico del tubo absorbedor, reduce la diferencia máxima de temperaturas en 50% con respecto a los tubos de acero. Se presentan gradientes térmicos del orden de 200°C/m a 300°C/m, en la región cercana a la interfase líquido – vapor para el tubo absorbedor de acero siendo esta la razón de los problemas mecánicos en los tubos absorbedores.


Torres A., A.  et al. (2006). Estudio térmico de un tubo absorbedor compuesto. Científica: La Revista Mexicana de Ingeniería Electromecánica, 10(1), pp. 39-48.

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