Transfert thermique dans un capteur solaire

Transfert thermique dans un capteur solaire

Sommaire: Etude numérique du transfert thermique dans un capteur solaire thermique en présence des partitions attachées à son vitrage

Introduction générale
Chapitre I. Généralités et revue bibliographique
I.1. Les capteurs solaires thermiques
I.1.1. Définition et principe de fonctionnement
I.1.2. Différents types des capteurs solaires
I.1.2.1. Capteurs plans à liquide sans vitrage
I.1.2.2. Capteurs plans à liquide avec vitrage
I.1.2.3. Capteurs solaires à tubes sous vide
I.1.2.4. Capteur solaire à concentration
I.2. Pertes thermiques du capteur solaire
I.2.1. Transfert convectif
I.2.2. Transferts radiatifs
I.2.2.1. Coefficient des pertes avant ; arrière et globale
I.2.2.2. Coefficient des pertes à l’avant
I.2.2.3. Coefficient d’échange des pertes arrière
I.2.2.4. Coefficient globale des pertes
I.3. Revue bibliographique
I.3.1. L’étude du transfert thermique dans les cavités
I.3.2. Le transfert thermique dans des cavités partitionnées
Chapitre II. Formulation mathématique du problème
II.1. Description du domaine d’étude
II.2. Présentation du domaine d’étude
II.2.1. Cas vertical
II.2.2. Cas horizontal
II.2.3. Cas incliné
II.3. Equations générales en régime laminaire
II.3.1. Equation de continuité
II.3.2. Equation de quantité de mouvement
II.3.3. Equation de conservation d’énergie
II.4. Hypothèses simplificatrices
II.5. Equations du problème
II.5.1. Equation de continuité
II.5.2. Equations de quantité de mouvement
II.5.3. Equation de l’énergie
II.6. Adimensionnalisation des équations
II.7. Transfert de chaleur par rayonnement
II.7.1. L’émittance (totale)
II.7.2. Le corps noir
II.7.3. Lois du rayonnement thermique
II.7.3.1. Loi de Planck : L’émittance monochromatique du corps noir
II.7.3.2. Loi de Stefan Boltzmann
II.7.3.3. Transfert par rayonnement entre surfaces
II.7.4. Réception du rayonnement par un solide
II.7.5. Equation du transfert radiatif
II.7.6. Résolution de l’équation du transfert radiatif (ETR) par la méthode des ordonnées discrètes (DO)
II.8. Le nombre de Nusselt moyen
II.8.1. Cas de la convection naturelle pure
II.8.2. Cas de la convection naturelle couplée au rayonnement
II.9. Les con

Extrait du mémoire transfert thermique dans un capteur solaire

Chapitre Ι: Généralités et revue bibliographique
Ι .1 . Les capteurs solaires thermiques :
Ι .1.1. Définition et principe de fonctionnement:
Le capteur solaire plan est un système thermique qui permet la conversion de l’énergie solaire en énergie calorifique, la chaleur reçue de cette conversion est utilisée soit directement (cas de chauffage), soit elle même est convertie en énergie mécanique par l’intermédiaire des cycles thermodynamique. Son principe de fonctionnement est basé sur l’effet de serre qui consiste à piéger le rayonnement solaire, ce dernier arrive au niveau du couvert et le traverse pour atteindre une surface  revêtue d’une peinture noir, appelée absorbeur.
L’absorbeur va absorber une grande partie du rayonnement solaire entraînant une augmentation de sa température. Le rayonnement réfléchi par l’absorbeur arrive sur la vitre et comme celle-ci est opaque aux rayonnements infrarouges, le rayonnement est ainsi piégé.
Ι .1.2 . Différents types des capteurs solaires :
Il existe des différents types de capteurs solaires pour chauffer les liquides. Leur choix dépend de la température désirée, de l’eau chaude et des conditions climatiques pendant la période d’utilisation du système.
Les technologies les plus courantes sont : les capteurs plans à liquide sans vitrage, les capteurs plans à liquide vitrés, les capteurs à concentration et les capteurs solaires à tubes sous vide.
Ι .1.2.1. Capteurs plans à liquide sans vitrage :
Les capteurs plans sans vitrage, sont ordinairement fabriqués de plastique polymère noir. Normalement, ils n’ont pas de revêtement sélectif et n’ont ni cadre ni isolation en arrière. Ils sont simplement posés sur un toit ou sur un support en bois. Ces capteurs de faible coût captent bien l’énergie solaire, cependant les pertes thermiques vers l’environnement augmentent rapidement avec la température de l’eau, particulièrement dans les endroits venteux en conséquence. Les capteurs sans vitrage sont couramment utilisés pour des applications demandant une fourniture d’énergie à basse température (piscines, eau d’appoint en pisciculture, chaleur industrielle, etc.), dans les climats froids, ils sont habituellement utilisés exclusivement durant l’été à cause de leurs pertes thermiques élevées.

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