AMELIORATION DES PERFORMANCES DYNAMIQUES ET THERMIQUES D’UN CAPTEUR SOLAIRE PLAN A AIR DOTE DE CHICANES A MICRO-CANAUX

Abstract

Dans ce travail de recherche, une étude numérique tridimensionnelle de l'écoulement turbulent de fluide incompressible à travers le canal d'un capteur solaire plan à air doté de chicanes à micro canaux a été réalisée. Le but principal de cette étude et d’améliorer les performances dynamiques et thermiques d’un capteur solaire plan à air. En effet, dans ce type de capteurs solaires, la puissance et le rendement sont faibles vu les différentes pertes thermiques et optiques. Quoi que les travaux scientifiques dans ce sens sont très variés et d’actualité, cela n’empêche pas de proposer un modèle géométrique de capteur solaire plan fiable et efficace, d’où l’originalité de ce travail. Cette géométrie est composée d’un canal pourvu de chicanes dotées de micro canaux Les perforations pratiquées sur les chicanes se présentent sous forme de micro-canaux dont le diamètre est de 5 mm (d = 0. 005m). Leur nombre est de 12 micro-canaux par chicane. La forme, l’orientation et la position de ses micro-canaux permettent la création de flux secondaires avec l'orientation du flux vers l'absorbeur. Pour montrer la contribution du modèle de capteur proposé, on fait une étude comparative entre deux modèles de capteurs solaires identiques. La seule différence entre ces deux modèles est dans la conception d’un nouveau type de chicanes cité ci-dessus. Le premier est de simples chicanes déjà connus dans la littérature. Le deuxième est notre propre modèle de chicanes dotées de micro canaux. La résolution numérique des équations de transport est réalisée en utilisant la méthode des volumes finis et le modèle turbulence de l’écoulement k-Epsilon. Les résultats sont comparés aux données expérimentales. L’évolution des champs de vitesse axiale, des champs de coefficients de pression, des profils de coefficients de frottement, des profils de nombres de Nusselt locaux et des profils de distribution de la température sont discutés dans ce travail.