Numéro
Rev. Phys. Appl. (Paris)
Volume 21, Numéro 12, décembre 1986
Page(s) 785 - 794
DOI https://doi.org/10.1051/rphysap:019860021012078500
Rev. Phys. Appl. (Paris) 21, 785-794 (1986)
DOI: 10.1051/rphysap:019860021012078500

Etude numérique des convertisseurs héliothermiques tubulaires. Application aux capteurs THEK

R. Pasquetti

U.A. 1168, Systèmes Energétiques et Transferts Thermiques, Département d'Héliophysique, Université de Provence, Centre St Jérôme, 13397 Marseille Cedex 13, France


Abstract
We present a study allowing a temperature distribution estimate in the absorbers placed in the focal zone of THEK type reflectors. The front side of these tubular absorbers, of flat or cavity shape, is exposed to a non uniform incident flux distribution, varying with time. The dynamic heat transfer problem, conduction plus radiation, was numerically solved. We took into account the multiple reflection phenomena, locally (pipe action) and totally (cavity action), for solar incident rays and infra-red radiation emited by the cavity and the surroundings. The diffusion equation is integrated using an implicit finite difference method. Lastly, we give an example of application to a solar collector realized in the frame of the THEK 2 project.


Résumé
L'étude exposée permet l'évaluation du champ des températures dans les absorbeurs placés au foyer de concentrateurs solaires de type THEK. Ces absorbeurs, tubulaires, plans ou en forme de cavité, sont soumis à un champ d'éclairement non uniforme évoluant dans le temps. Le problème instationnaire de transferts thermiques couplés conduction-rayonnement a été résolu numériquement. On a tenu compte, localement (effet de tube) et globalement (effet de cavité), des phénomènes de réflexions multiples tant pour le rayonnement solaire incident que pour le rayonnement infra-rouge émis par les parois et l'environnement. L'équation de diffusion est intégrée tridimensionnellement suivant un schéma implicite aux différences finies. On présente en dernier lieu un exemple d'application du modèle à un capteur développé dans le cadre du projet THEK 2.

PACS
8630S - Photothermal conversion.

Key words
convection -- heat radiation -- solar absorber convertors -- nonuniform incident flux distribution -- infrared radiation -- tubular thermal solar absorbers -- THEK collectors -- temperature distribution -- dynamic heat transfer problem -- conduction -- radiation -- multiple reflection -- pipe action -- cavity action -- solar incident rays -- diffusion equation -- finite difference method -- solar collector