ANÁLISE TRANSIENTE DO PROCESSO DE AQUECIMENTO EM TUBOS A VÁCUO

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1 Reista Brasileira de Energia Solar Ano 7 Volme VII Número Deembro de 016 p ANÁLISE TRANSIENTE DO PROCESSO DE AQUECIMENTO EM TUBOS A VÁCUO Rejane De Cesaro Olieski decesaro@nisinos.br Uniersidade do Vale do Rios dos Sinos, Programa de Pós-Gradação em Engenharia Mecânica Marcelo Dalla Corte marcelodallacorte@gmail.com Arno Kreninger arno.kreninger@frgs.br Uniersidade Federal do Rio Grande do Sl, Programa de Pós-Gradação em Engenharia Mecânica Energia Solar Térmica Resmo. Coletores de tbo eacado apresentam melhor desempenho qe os coletores planos, para operação em altas temperatras. Os coletores solares tblares isolados com áco podem operar basicamente com 4 configrações. A configração estdada neste trabalho consiste em m coletor tblar preenchido diretamente com ága (ater-inglass). O objetio deste trabalho é inestigar o efeito de solções em regime transiente em relação às solções obtidas com a hipótese de regime permanente. O estdo é realiado atraés de simlação nmérica por CFD. O modelo nmérico é tridimensional e é composto pelas eqações da conseração da massa, qantidade de moimento e energia. A malha comptacional é do tipo heaédrica, com refinamento nas regiões de maiores gradientes térmicos e flidodinâmicos. O modelo nmérico foi alidado com resltados nméricos da literatra na condição de regime permanente e ma boa concordância entre eles pode ser obserada. Uma análise transiente, para m período de 1 horas, com flo de calor ariáel foi realiada. São apresentados campos de temperatra e elocidade, bem como perfis de aão mássica ao longo do tbo para diersos horários. Os resltados mostram qe os campos de temperatra e elocidade são inflenciados pela intensidade de radiação em diferentes horários, bem como o perfil de aão mássica e de temperatra média do escoamento ascendente. No entanto, pelo menos para às 1 h os resltados obtidos em regime transiente e regime permanente não apresentaram diferenças isíeis. Palaras-chae: Energia Solar, Tbos a Váco, Simlação Nmérica. 1. INTRODUÇÃO Coletores solares com tbos eacados, proposto inicialmente por Speer (1965), êm amentando se lgar no mercado mndial, sendo prodidos em escala comercial apenas há poco mais de ma década. Os coletores planos conencionais ainda são mais baratos do qe os coletores solares a áco, mas o csto dos últimos em diminindo bastante. Além disso, segndo Tang et al. (009) e Zambolin e Del Coll (010), coletores de tbo eacado apresentam melhor desempenho qe os coletores planos, para operação em altas temperatras, por casa da redida perda de calor deido ao enelope de áco ao redor da sperfície absorente. Por estas raões é qe se torna importante estdar detalhadamente a operação dos diferentes tipos de coletor e definir com segrança qal a melhor configração para cada aplicação. Os coletores solares tblares isolados com áco podem operar basicamente com 4 configrações. O qe é comm nestas 4 configrações é o absoredor instalado em m filme de sperfície seletia depositado na sperfície eterna do tbo de idro interno. Neste caso, qando os coletores são epostos ao sol, o primeiro elemento a aqecer é o idro do tbo interno, onde o absoredor está depositado. A diferenciação entre as configrações ocorre pela forma como esta energia é transferida à ága no momento seginte. Das configrações mantém o interior dos tbos de idro seco, em contato com ma chapa metálica, a qal aqece por condção e repassa a energia a tbos soldados à mesma. Destas das configrações, ma tem a aleta conectada a m tbo de calor qe transfere energia térmica por mdança de fase até m condensador, o qal se conecta com m trocador de calor para aqecer a ága qe circla no tbo cabeçote. A segnda tem a aleta conectada a m tbo metálico em forma de "U", com descida e retorno de ága dentro de cada tbo de idro. As otras das configrações tiliam o próprio tbo interno de idro para ceder calor à ága. A terceira possibilidade de configração de coletor solar tblar apresenta m terceiro tbo concêntrico ao tbo de idro interno. A ága desce por este tbo adicional e retorna pelo espaço entre este e o tbo de idro interno. Mas a configração qe tem encontrado maior difsão no Brasil é simplesmente o coletor tblar preenchido diretamente com ága (ater-in-glass). Neste caso, o tbo de idro interno fica cheio de ága e a transferência de calor é realiada pelo contato direto do flido nas paredes do tbo de idro. A circlação da ága dentro dos tbos de idro ocorre deido ao efeito termossifão, em fnção da diferença de temperatra casada pela absorção da radiação solar incidente na sperfície seletia. A temperatra máima será de 100 ºC se a ága atingir a eblição, mas os sistemas em geral são dimensionados para qe a temperatra não ltrapasse 90ºC, geralmente atingindo alores entre 60 e 80 ºC. 106

2 Reista Brasileira de Energia Solar Ano 7 Volme VII Número Deembro de 016 p A Fig. 1 mostra m conjnto tbo eacado tipo transferência direta conectado ao reseratório térmico. Neste caso, enelope de áco é formado pelos tbos interno e eterno. A sperfície absoredora encontra-se na sperfície eterna do tbo interno e a placa refletora plana está posicionada atrás do tbo. Nesta figra identificam-se também: os escoamentos primários (ascendente e descendente), indicados pelas fechas de cor banca e preta, respectiamente. Figra 1 - Conjnto de reseratório térmico e tbo eacado. Adaptado de Bdihardjo et al. (007). Usalmente os eqipamentos inclem arranjos compostos com aproimadamente 0 tbos eacados, com ligação direta a m tanqe de armaenamento. O posicionamento inclinado destes tbos na sa tiliação fa com qe ocorra m escoamento compleo da ága no interior do tbo, o qe não pode ser analisado corretamente por meio de simlações nméricas 1D o D, faendo-se necessário o so de modelos 3D acoplados. Com simlações por CFD em 3D pode-se citar os trabalhos de Morrison et al. (005) e Bdihardjo et al. (007). Estes atores abordaram o problema de forma eperimental e nmérica tridimensional, tiliando o softare comercial ANSYS-Flent. Além de análises sobre condições térmicas e dinâmicas, estes atores apresentaram ma correlação para o processo de conecção natral em m tbo eacado. Até o presente momento, os estdos nméricos disponíeis na literatra foram realiados em condições de regime permanente. Este trabalho tem como objetio principal inestigar, de forma transiente, em m período de 1 h, o processo de aqecimento de m tbo eacado sbmetido a m flo de calor ariáel em sa sperfície lateral, erificando campos de temperatra, elocidade e perfis de aão mássica no interior do tbo eacado, bem como erificar a inflência de solção permanente em relação à solção transiente.. METODOLOGIA Inestigações atraés de CFD (Comptational Flid Dnamics) indicam qe a transferência de calor em cada tbo não é significatiamente inflenciada pelo qe acontece em tbos adjacentes. Este modelo simplificado, com m único tbo, red o tempo de simlação, no entanto ainda reqer eleada capacidade comptacional para o caso de estdos paramétricos (Bdihardjo et al., 007). Assim, para a constrção do modelo tridimensional, foi selecionado apenas m tbo isolado do reseratório térmico, qe consiste de m tbo eacado de comprimento L=1,4 m e o diâmetro interno d=0,034 m. Assim, o contorno do domínio comptacional é eqialente a sperfície interna do tbo interno. O estdo é realiado considerando tbos com inclinação de 45 com o eio horiontal e o flido de trabalho é ága..1 Modelo Matemático Para simlar o processo de conecção natral no interior de tbos eacados, é considerado qe o flido de trabalho é incompressíel, o regime de escoamento é laminar e qe as propriedades da ága são mantidas constantes. Sendo assim, o modelo matemático consiste das eqações da conseração da massa (1), Naier-Stokes (-4) e energia (5), conforme apresentado na seqência. 0 (1) t p () 107

3 Reista Brasileira de Energia Solar Ano 7 Volme VII Número Deembro de 016 p t p g (3) t p (4) T T T T T T c p (5) onde, e são as componentes de elocidades nas direções, e, respectiamente, a massa específica, a iscosidade dinâmica, a condtiidade térmica, p a pressão, c p o calor específico e T a temperatra. As simlações foram realiadas com o softare comercial CFX-14, onde as Eqs. (1-5) são discretiadas e resolidas nmericamente para cada ponto do domínio comptacional. A malha tiliada é do tipo heaédrica e foi refinada jnto à sperfície lateral e também nas etremidades do tbo, regiões estas qe, claramente, eigem refinamento por apresentarem ali os maiores gradientes térmicos e dinâmicos do sistema. Conforme pode ser obserado na Fig. 1, o problema estdado apresenta ma região de cisalhamento no centro do domínio, decorrente do escoamento ascendente e descendente em contra-corrente. Além disso, o problema é tipicamente tridimensional e possi a atação da graidade. Estas características faem com qe a posição do cisalhamento, decorrente do escoamento em contra-corrente, seja ariáel. Desta forma, além da necessidade de refinamento em todo contorno do domínio, impostas pelas condições de contorno, o problema físico eige qe a malha seja refinada na região central. A Fig. mostra o domínio comptacional, bem com a malha tiliada, onde é possíel identificar os diferentes tipos de refinamento qe foram citados. Esta malha possi aproimadamente 5,510 5 elementos. Obsera-se também qe este domínio considera apenas o olme de ága no interior do tbo. O seja, não foram inclídas as paredes dos tbos interno e eterno. Conseqentemente, não são considerados neste trabalho possíeis efeitos ópticos e de capacidade térmica destes elementos. As propriedades termofísicas da ága tiliadas na simlação estão listadas na Tab. 1. Figra - Malha comptacional: (a) seção transersal e (b) seção longitdinal Tabela. Propriedades termofísicas da ága tiliadas. [kg m -3 ] [Pa s] c p [J kg -1 K -1 ] k [W m -1 K -1 ] [K -1 ] 997 0, ,614 0,00057 Uma e qe a seção transersal do tbo é ocpada pelos escoamentos ascendente e descendente, conforme pode ser isto na Fig. 1, a aão mássica (ṁ) é diidida por, conforme mostra a Eq. 6. da Z m (6) 108

4 Reista Brasileira de Energia Solar Ano 7 Volme VII Número Deembro de 016 p Condições de Contorno, Iniciais e de Operação Todos os resltados aqi apresentados foram obtidos com campos iniciais de temperatra igal a 300 K e de elocidades nla. Na etremidade sperior (seção transersal aberta), é assmida com condição de contorno hidrodinâmica de pressão constante, com entrada e saída lire de qantidades de massa pela mesma sperfície. Para as demais sperfícies foi considerada a condição de não desliamento, bem como a de impermeabilidade. A temperatra da massa qe entra no tbo é fiada em 300 K, enqanto qe a temperatra de saída é desconhecia a priori, ariando de acordo com as condições de operação. O critério de conergência adotado foi de máimo resído = Com m processador I7 de 3.6 GH e 16 GB de memória, com dedicação eclsia, o regime transiente de 1 h dro 16 dias, com interalo de tempo de 1 s. Os resltados estão diididos em dois grpos: (a) flo de calor constante com regime permanente e (b) flo de calor ariáel com regime permanente e com regime transiente. Flo de calor niforme. Este caso consiste da alidação nmérica realiada com os resltados de Bdihardjo et al. (007), no qal é tiliada a condição de flo de calor niforme, igal a 989 W/m, na metade sperior da sperfície lateral (área lateral do tdo interno do lado de cima, DL/), enqanto a metade inferior (área lateral do tdo interno do lado de baio) e a etremidade fechada são consideradas adiabáticas. Para este caso, de flo de calor niforme, o problema foi considerado em regime permanente. Flo de calor ariáel. Na parede lateral do tbo tilio-se como condição de contorno ma epressão qe bsca reprodir o perfil de radiação solar recebida pelo tbo ao longo do dia. Como referência tilio-se o perfil eperimental de radiação obtido por Cabanillas et al. (1995). No entanto, deido a limitações do softare, foram necessárias algmas simplificações para iabiliar a implementação da epressão qe permitisse a ariação simltânea do flo (em fnção de ), da sa intensidade e da rotação deste perfil ao redor do tbo em fnção do tempo. Obsera-se qe é a coordenada circnferencial de cada ponto da circnferência do tbo, com = 0 correspondendo ao lado oeste e amentando no sentido anti horário. O seja, com = 180 correspondendo ao lado leste. A Fig. 3 mostra os perfis de flo de calor ao redor do tbo para o período entre 6 e1 h. Os perfis dos horários entre 1-18 h são inersamente simétricos aos mostrados nesta figra. Figra 3 Distribição da radiação solar incidente transiente no tbo a áco para t = 7 h; 8 h, 9 h; 10 h; 11 h e 1 h. Para descreer a epressão tiliada é sado como eemplo o perfil para às 1 h. Na parte inferior do tbo ( ) foi tiliado m alor niforme de flo de calor, o qal corresponde à radiação difsa, simlando ma condição onde não há ma sperfície refletora embaio do mesmo, como é o caso do trabalho de Cabanillas et al. (1995). Na parte sperior do tbo (0 a 180 ) foi ajstada ma fnção senóide para prescreer o flo de calor. Esta fnção parte do alor prescrito para a parte inferior do tbo em 0 e ai até m alor máimo em 90, retornando noamente até o alor prescrito na parte inferior em 180. Os alores do flo de calor na parte inferior (60 W/m ) e o alor máimo (108 W/m ) na parte sperior, às 1 h, correspondem a ma taa de calor 75W. Para representar a condição transiente, este perfil de flo de calor foi rotacionado ao redor do tbo em fnção do tempo. Além disso, este perfil também foi mltiplicado por otra epressão do tipo senóide, a qal aria com o tempo. Esta segnda epressão possi alor mínimo de ero às 6 h e às 18 h e alor máimo de hm às 1 h. Assim, com este procedimento pode-se reprodir ma sitação de intensidade de radiação nla no início e no final do dia, e máima ao meio dia. Por se tratar de ma simlação em tbos com inólcro de áco, em todas as simlações foram desconsideradas as perdas para o ambiente. 109

5 Reista Brasileira de Energia Solar Ano 7 Volme VII Número Deembro de 016 p RESULTADOS Os resltados aqi apresentados são referentes à condição de flo de calor niforme, condição de alidação nmérica, e aqeles referentes à condição de flo de calor ariáel com as hipóteses de regime permanente e transiente, os qais são apresentados na seqência. 3.1 Validação Nmérica As Figs. 4(a-b) mostram campos de elocidade em qatro seções transersais do tbo: 0, L/4, L/ e 3L/4, respectiamente. De acordo com a escala de cores, pode-se identificar ma região de elocidade ero em toda a circnferência do tbo, o qe corresponde à condição de não desliamento implementada no modelo nmérico. Figra 4 Campo de elocidade pra condição de flo de calor constante no topo: (a) Bdihardjo et al. (007); (b) este trabalho. Algmas obserações deem ser feitas qanto à qestão de elocidade ero: (a) obsera-se m amento da espessra dessa camada na base do tbo. Esta espessra está inersamente relacionada com a intensidade e localiação do flo de calor, assim como com a qantidade de moimento proocada por ele, ocasionando m desbalanço entre as forças de empo e as forças iscosas. Nos resltados destas figras as forças de empo são predominantes na metade sperior do tbo, principalmente entre a entrada (L=0) e o meio deste (L=1/), o qe pode ser inferido atraés das maiores elocidades ali encontradas. Por otro lado, as forças iscosas predominam jnto à parede da metade inferior do tbo; (b) ma e qe as forças de empo, localiadas na metade sperior do tbo, proocam m moimento ascendente da massa e qe a força graitacional prooca a entrada de massa no tbo em moimento descendente, dee ocorrer ma região de cisalhamento entre os dois escoamentos em contra-corrente. É esta região de cisalhamento qe pode ser obserada atraés das regiões de elocidade ero próimo ao meio do tbo. 3. Estdo de Caso As Figs. 5(a-i) mostram campos de temperatra na posição L/4 para os horários 7, 8, 9, 10, 1, 14, 15, 16 e 17 h, respectiamente. Inicialmente pode obserar qe, nos primeiros e último horários, 7 e 17 h, respectiamente, o campo de temperatra é praticamente isotérmico. Isto decorre da baia intensidade de radiação neste horário, conforme pode-se obserar na Fig. 3. Pode-se obserar também qe, com eceção do primeiro e último horário (7 e 7 h), independente do horário e conseqente intensidade de radiação, o campo de temperatra mostra-se estratificado. Também obsera-se qe o horário qe apresenta maior temperatra é jstamente às 1 h (Fig. 5(e)), qando a intensidade de radiação é máima. Com eceção dos resltados referentes às 1 h, nos demais pode-se obserar qe o primeiro e segndo qadrantes não são simétricos para m mesmo horário. No entanto, comparando-se as Figs. 5(d) e 5(f), por eemplo, pode-se obserar qe estes são espelhados, o seja, os resltados referentes às 10h (Fig. 5(d)) mostram qe a camada limite térmica é mais fina do lado esqerdo da figra, enqanto qe, para às 14h (Fig. 5(f)) esta característica é erifica do lado direito. Este fato é decorrente da condição de contorno ser simétrica para estes dois horários. As Figs. 6(a-h) mostram campos de elocidade na posição transersal do tbo L/4 para os horários de 7, 9, 11, 13, 15 e 17 h, respectiamente. A escala de cores indica qe as maiores elocidades são representadas pela cor branca, 110

6 Reista Brasileira de Energia Solar Ano 7 Volme VII Número Deembro de 016 p enqanto qe as menores são representadas pela cor presta. Os resltados para todos os horários mostram das regiões distintas: escoamento primário descendente (na parte inferior do tdo) e escoamento primário ascendente (parte sperior do tbo). Obsera-se também qe as maiores elocidades são erificadas nas regiões de escoamento ascendente para os horários de 11 (Figs. 6(c)) e 13h (Fig. 6(h)), respectiamente. Estas elocidades maiores são decorrentes da intensidade de radiação nestes horários, a qal é maior do qe nos otros horários e, conseqentemente, prooca maior aqecimento e empo. Otra obseração a ser feita é qe, similarmente aos resltados de campos de temperatra apresentados nas Figs. 5(a-h), os campos de elocidade para às 7 e 17 h; 9 e 15 h; 11 e 13 h, são praticamente igais. Condição esta decorrente da simetria da fnção de radiação implementada como condição de contorno (Fig. 3). (a) 7 h (b) 8 h (c) 9 h (d) 10 h (e) 1 h (e) 14 h (g)15 h (h)16 h (i)17 h Figra 5 Campos de temperatra em regime transiente e com flo de calor ariáel em L/4 para os tempos de: (a) 7 h, (b) 8 h, (c) 9 h, (d) 10 h, (e) 1 h, (f) 14 h, (g) 15 h, (h)16 h e (i) 17 h. (a) 7 h (b) 9 h (c) 11 h (d) 13 h (e) 15 h (f) 17 h Figra 6 Campos de elocidade em regime transiente e com flo de calor ariáel em L/4 para os tempos de: (a) 7 h, (b) 9 h, (c) 11 h, (d) 13 h, (e) 15 h e (f) 17 h. 111

7 Vaão mássica [kg/s] Reista Brasileira de Energia Solar Ano 7 Volme VII Número Deembro de 016 p As Figs. 7(a-b) apresentam campos de elocidade em L/4 para às 1 h, nas condições de regime permanente e transiente, respectiamente, na a mesma escala de elocidade da Fig. 6. Para a simlação de regime permanente, a fnção transiente da radiação solar (Fig. 3) foi fiada para o horário 1 h e, após atingir o critério de conergência estiplado, os resltados foram obtidos. No caso transiente o processo inicio às 6 h, com dração total de 1 h. Como pode ser obserado, comparando-se nas Figs. 7(a-b), os campos de elocidades são praticamente igais, o seja, independentes do regime, se permanente o transiente. A Fig. 8 mostra o perfil de aão mássica ao longo do tbo para diferentes horários, obtida atraés da Eq. 6, considerando elocidades locais. Inicialmente obsera-se qe, para qalqer horário, a aão mássica é sempre mito peqena na terminação selada, em L = 1,4 m. A mesma ai amentando gradatiamente até a entrada do tdo. Este acréscimo de aão mássica está relacionado com o escoamento secndário (anglar), o qal se desloca do escoamento primário frio (descendente) para o escoamento primário qente (ascendente) em fnção do empo. Qando mais próimo da entrada do tdo e qanto maior a intensidade de radiação, maior será este efeito, conforme pode ser inferido comparando-se os horários entre 7 e 1 h. (a) (b) Figra 7 Campos de elocidades em L/4 às 1 h: (a) regime permanente e (b) regime transiente h 9h 1h h h Comprimento do tbo [m] Figra 8 Perfil de aão mássica transiente ao longo do tbo e com flo de calor ariáel para t= 7, 8, 9, 10 e 1 h. A Fig. 9 mostra o perfil de temperatra média do escoamento ascendente (primário qente) ao longo do tbo para diferentes horários (7, 8, 9, 10 e 1 h). Inicialmente obsera-se qe, em qalqer posição, a temperatra média ai amentando com o tempo. No entanto, as maiores ariações da temperatra média de saída são erificas em L = 0 m, atingindo o alor máimo de 30,4 K às 1 h. Já na terminação selada (L = 1,4 m), para o mesmo horário, a temperatra média atingi apenas 300,6 K. Esta diferença está relacionada com o tempo qe determinada qantidade de massa permanecem no interior do tbo recebendo radiação solar, pois, para m determinado tempo e conseqente posição solar, a radiação solar é a mesma longitdinalmente. Nos horários das 14, 15, 16 e 18 h a temperatra média é praticamente igal aos horários das10, 9, 8 e 7 h, respectiamente. Ainda em relação à Fig. 9, sobre o peqeno acréscimo na temperatra média de saída, dee-se lear em consideração qe a temperatra de entrada no tbo foi mantida constante drante todo o período de 1 h, das 6 h às 18 h. Em sitações em qe ocorre renoação da ága do tanqe armaenador a temperatra na entrada do coletor seria maior, resltando em temperatras médias máimas maiores. 11

8 Reista Brasileira de Energia Solar Ano 7 Volme VII Número Deembro de 016 p Fig. 9 Perfis de temperatra média do escoamento ascendente (primário qente) comprimento do tbo. 4. CONCLUSÕES Este trabalho apresento m estdo nmérico sobre escoamento e transferência de calor em tbos eacados. A abordagem nmérica foi realiada com o softare comercial ANSYS-CFX. O modelo nmérico adotado é tridimensional e composto pelas eqações da conseração da massa, qantidade de moimento e energia. A malha comptacional é do tipo heaédrica e possi refinamento nas regiões de maiores gradientes térmicos e flidodinâmicos. Foi realiado m estdo de independência de malha espacial e também alidação nmérica com resltados da literatra. Os resltados qalitatios e qantitatios estão de acordo com os resltados apresentados por Bdihardjo (005), alidando o modelo nmérico e a metodologia empregada. Foi criada ma fnção para reprodir o perfil de radiação solar recebida pelo tbo ao longo do dia, o seja, com ariação anglar e temporal para m período total de 1h, iniciando às 6 h e finaliando às 18 h, qando a radiação é ero, e apresentando alor máimo às 1 h. Os campos transientes de temperatra, além de apresentarem-se estratificados na maior parte do domínio, também apresentaram gradientes térmicos mais intensos em diferentes posições anglares, as qais coincidem com a posição da maior intensidade de radiação solar do respectio horário. Já os campos transientes de elocidade apresentaram-se praticamente simétricos em todos os horários. Mesmo assim, a ariação da intensidade de radiação solar pode ser aaliada pela intensidade da elocidade: até às 1h, qanto maior a intensidade de radiação solar, maiores elocidades foram erificadas. O inerso ocorre nos horários posteriores. Estas obserações sgerem qe a implementação transiente da fnção radiação solar foi adeqada. Para o horário das 1 h foi apresentado campos de elocidade em regime permanente e transiente. Não foram obseradas diferenças significatias entre os dois regimes. No entanto, a aaliação temporal torna-se importante na medida em qe eistem ariações significatias da radiação solar ao longo do dia, o qe pode ser obserado, principalmente, pelos perfis de aão mássica temporal ao longo do tdo. Por fim foram apresentados perfis de aão mássica e temperatra média ao longo do tbo para o escoamento ascendente (primário qente), onde pode-se obserar qe os mesmo amentam longitdinalmente e temporalmente, isso decorrente da posição solar, da qantidade de moimento anglar e do tempo de permanência no interior do tbo. Agradecimentos Os atores agradecem o apoio financeiro do CNPq - Conselho Nacional de Desenolimento Científico e Tecnológico do Brasil e da CAPES Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Níel Sperior. REFERÊNCIAS Bdihardjo, I., 005. Eacated Tblar Solar Water Heaters, Tese de dotorado, Uniersit of Ne Soth Wales, Astralia. Bdihardjo, I., Morrison, G. L. Behnia, M., 005. Measrement and simlation of flo rate in an eacated tbe solar ater heater, Solar Energ, ol. 78, pp Bdihardjo, I., Morrison, G. L. Behnia, M., 007. Natral circlation flo throgh ater-in-glass eacated tbe solar collectors, Solar Energ, ol. 81, pp Cabanillas, R. E., Estrada, C. A, Aila, F., A deice for measring the anglar distribtion of incident radiation on tblar solar collectors, Reneable Energ, ol. 6, pp

9 Reista Brasileira de Energia Solar Ano 7 Volme VII Número Deembro de 016 p Tang, R., Gao, W., Y Y., Chen, H, 009. Optmal tilt-angles of all-glass eacated tbe solar collectors, Energ, ol. 34, pp Zambolin, E., Del Col, D, 010. Eperimental analsis of thermal performance of flat plate and eacated tbe solar collectors in stationar standard and dail conditions, Solar Energ, ol. 84, pp TRANSIENT ANALYSIS OF HEATING PROCESS IN EVACUATED TUBES Abstract. Eacated tbe collectors sho better performance than flat plate collectors, hen operating at high temperatres. Tblar solar collectors inslated ith a acm can operate basicall ith for settings. The configration stdied in this ork consists of a tblar collector filled ith ater (ater-in-glass). The aim of this std is to inestigate the effect of transient soltions in relation to the soltions obtained ith the stead state hpothesis. The std is carried ot b nmerical simlation b CFD. The nmerical model is three-dimensional and is composed of mass, momentm and energ conseration eqations. The comptational mesh is heahedral, ith refinement in the regions of greater thermal and flid dnamic gradients. The nmerical model as alidated ith nmerical reslts from the literatre ith a stead state condition and a good agreement beteen them can be obsered. A transient analsis for a period of 1h ith ariable heat fl as performed. Temperatre and elocit fields are shon as ell as mass flo profiles along the tbe for seeral time periods. The reslts sho that the temperatre ariations are not greatl inflenced b the radiation intensit at different times, bt the mass flo can ar significantl. Ke ords: Solar Energ, Eacated Tbes, Nmerical Simlations 114