Geradores de vórtices longitudinais aplicados na intensificação da transferência de calor em coletor solar de placa plana

Resumo

O aquecimento de água em ambientes domésticos ou industriais é um dos processos que exigem o fornecimento de grande quantidade de energia térmica, seja através da queima de gás, biomassa ou pela utilização direta de eletricidade. Atualmente, estes métodos tradicionais têm sofrido resistência quanto a sua expansão em resposta ao inexorável aumento da demanda. Neste sentindo, a energia solar tem emergido como uma das fontes renováveis mais atrativas para este tipo de aplicação, exigindo, desta forma, o contínuo desenvolvimento tecnológico de coletores solares mais eficientes termicamente que atendam aos requerimentos de aplicação. Desta forma, o objetivo deste projeto de pesquisa é a simulação numérica da intensificação da transferência de calor no escoamento monofásico de água dentro dos tubos em coletor solar de placa plana, através de geradores de vórtices longitudinais (tipo delta-winglet e retangular), para o número de Reynolds de 300, 600 e 900. A técnica atualmente mais empregada para promover o aumento na transferência de calor em coletor solar de placa plana para o aquecimento de água é a utilização de fitas torcidas "twisted taped" dentro dos tubos de perfil circular. Entretanto, o aumento na transferência de calor em função desta técnica está associado a significativo aumento na perda de carga do sistema de bombeamento. Por outro lado, a utilização de geradores de vórtices longitudinais é uma alternativa muito atrativa, desde que uma das principais características desta técnica passiva é o expressivo aumento na transferência de calor a jusante da posição do gerador de vórtices com pequena penalização na perda de carga no escoamento. (AU)