Etude des transferts de chaleur couples dans un lit poreux bicouche sélectif chaud : application à la conversion de l'énergie solaire concentrée

par Thierry Menigault

Thèse de doctorat en Énergétique

Sous la direction de G. FLAMANT.

Soutenue en 1992

à Perpignan .

mots clés

• Transfert de chaleur
• Matériaux poreux
• Énergie solaire

Résumé

Les transferts de chaleur par conduction, convection et rayonnement dans un milieu poreux constitue de l'empilement de deux lits fixes de particules de proprietes optiques differentes sont etudies. Au plan experimental, l'absorption selective du rayonnement solaire concentre est mis en evidence a l'aide de systemes constitues soit de bille de verre et carbure de silicium empilees, soit d'un nid d'abeille en silice et de particules de sic. Des efficacites de conversion du rayonnement solaire en gaz a haute temperature de 78% a 800c sont mesurees. Enfin, on montre que le rendement du systeme est plus eleve qu'un milieu poreux absorbant unique a partir de 550c grace a la reduction des pertes par rayonnement infra-rouge. L'etude theorique est developpee dans l'approximation 1 d. La description des transferts de chaleur par rayonnement est realise a partir de l'equation de transfert radiatif en milieu semi-transparent chaud absorbant, diffusant. Les resultats des methodes de discretisation directionnelle a 2 et n flux (n = 10 ou 16) sont compares. Les proprietes des materiaux sont decrites a l'aide de modeles a bandes. L'etude parametrique permet de definir les proprietes de materiau permettant d'atteindre l'efficacite de conversion du rayonnement solaire maximale. L'accord theorie-experience est tres satisfaisant tant au plan global (efficacite) que local (champ de temperature)

Titre traduit

Combined heat transfer in a two slab selective participating packed bed. Application to the conversion of concentrated solar radiation

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