Simulación numérica de un colector solar plano de aire operando en régimen de convección natural/Numerical simulation of an air solar collector operating on natural convection regime

Juan José González Bayón, Rubén Borrajo Pérez, Amadou Koulibaly

Resumen


En este artículo se realizó la simulación numérica (utilizando Fluent 6.3) de un colector solar de aire operando en convección natural con el objetivo de determinar el comportamiento de los perfiles de velocidad y temperatura. Los resultados muestran que la temperatura del aire aumenta cuasi-linealmente con la coordenada longitudinal, independientemente de la longitud del calentador. La temperatura del absorbedor posee un escalón en la entrada y luego crece en forma próxima a una exponencial. El comportamiento de la temperatura del aire y de la placa es independiente de la radiación incidente. El perfil de temperatura del aire mantiene su forma a lo largo del colector, mostrando una caída brusca al alejarse de la placa. El perfil de velocidad inicia prácticamente plano y establece su forma definitiva próxima a 40% de la longitud del colector. La máxima velocidad se sitúa a 0,2 de la altura del canal, tomado desde la placa.

 

In this paper the numerical simulation (using the code Fluent 6.3) of an air solar heater operating on natural convection regime was carried out. The aim was to determine the behavior of velocity and temperature profiles in the heater. The results show that the air temperature increases quasi-linearly with the longitudinal coordinate, independent of the length of the heater. The temperature of the absorber has an abrupt step at entrance and then grows approximately as an exponential. The behavior of the air and plate temperatures is independent of the incident radiation. The air temperature profile maintains its shape along the collector and shows that the temperature drops sharply as it moves away from absorber. The velocity profile starts practically flat at entrance and sets its definitive shape at coordinate close to 40% of the collector length. The maximum velocity of air is located 0.2 channel height taken from the plate.


Palabras clave


Calentador solar de aire; colector solar plano; convección natural; transferencia de calor conjugada;

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