Simulação numérica e otimização dos parâmetros geométricos de uma fita helicoidal para a intensificação da transferência de calor em coletor solar

Resumo

Enorme é a energia térmica necessária para o aquecimento de água em ambientes domésticos ou industriais, 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 neste projeto de pesquisa é realizar a simulação numérica do processo de intensificação da transferência de calor em coletor solar de placa plana com sistema ativo e circulação indireta de fluido de trabalho monofásico, por meio de dispositivo conhecido como Fita Helicoidal (Helical Tape), para baixo número de Reynolds (Re = 300 e Re = 600). Os parâmetros geométricos da fita helicoidal que serão analisados são: Passo da fita torcida (P), comprimento (L) e os raios da fita torcida (R1 e R2). Estas quatro variáveis de entrada serão submetidas a abordagem de Otimização Direta que é a integração entre o modelo numérico e o método de otimização, o qual foi definido pelo método Algoritmo Genético. (AU)