As regiões adequadas para o desenvolvimento da energia solar térmica, tanto nacionais quanto internacionais, localizam-se principalmente em áreas desérticas, onde partículas de poeira no ambiente se depositam nos tubos absorvedores do receptor, causando fadiga e falha dos tubos e revestimentos. Por isso, foi estudado o efeito das partículas de poeira na temperatura da superfície da parede do tubo absorvedor. Utilizando método de simulação numérica, foi estabelecido um modelo acoplado de análise de transferência de calor entre poeira e tubo absorvedor, simulando o impacto do tamanho das partículas de poeira, do tamanho do contato entre a poeira e a parede, e da intensidade da densidade do fluxo de energia solar concentrada na temperatura do tubo absorvedor. As conclusões mostram: o impacto das partículas de poeira na temperatura do tubo absorvedor é limitado a uma região muito pequena, mas pode causar pontos quentes locais de alta temperatura; quanto maior a intensidade da densidade do fluxo de energia solar concentrada, maior o diâmetro das partículas de poeira e menor o contato entre poeira e tubo absorvedor, maior será a temperatura dos pontos quentes nas partículas de poeira e no tubo; a temperatura das partículas de poeira pode ultrapassar seu ponto de fusão, formando depósitos de silicatos de cálcio, magnésio e alumínio (CMAS), expondo o receptor ao risco de corrosão por CMAS; além disso, os pontos quentes de alta temperatura nos tubos absorvedores afetam a distribuição local do estresse térmico, agravando os danos ao receptor. Na operação prática, deve-se inspecionar regularmente a limpeza da superfície da parede do tubo absorvedor para evitar o acúmulo de partículas grandes de poeira. Este estudo pode fornecer orientação técnica para operação e manutenção do receptor.

energia solar térmica;torre;receptor;partículas de poeira;distribuição de temperatura