Las ubicaciones adecuadas para el desarrollo de la energía solar térmica, tanto a nivel nacional como internacional, se encuentran principalmente en zonas desérticas, donde las partículas de polvo en el ambiente se depositan sobre los tubos absorbentes del receptor, causando fatiga y fallo en los tubos y recubrimientos. Por ello, se estudió el efecto de las partículas de polvo en la temperatura de la superficie de las paredes de los tubos absorbentes. Mediante un método de simulación numérica, se estableció un modelo acoplado de análisis de transferencia de calor entre polvo y tubos absorbentes, y se simuló el impacto del tamaño de las partículas de polvo, el tamaño del contacto entre el polvo y la pared, y la intensidad de la densidad del flujo de energía solar concentrada en la temperatura de los tubos absorbentes. Las conclusiones muestran que: el efecto de las partículas de polvo en la temperatura de los tubos absorbentes está limitado a un área muy pequeña, pero puede causar puntos calientes locales de alta temperatura; a mayor intensidad del flujo concentrado de energía solar, mayor diámetro de las partículas de polvo y menor contacto entre polvo y tubo absorbente, mayor será la temperatura de los puntos calientes de las partículas de polvo y del tubo; la temperatura de las partículas de polvo puede superar su punto de fusión, formando depósitos de silicatos de calcio, magnesio y aluminio (CMAS), poniendo al receptor en riesgo de corrosión por CMAS; además, los puntos calientes de alta temperatura en los tubos absorbentes afectan la distribución local del estrés térmico, agravando el daño del receptor. En la operación real, se debe revisar regularmente el estado de limpieza de la superficie de las paredes de los tubos absorbentes para evitar la acumulación de partículas de polvo grandes. Este estudio puede proporcionar orientación técnica para el mantenimiento y operación del receptor.

energía solar térmica;torre;receptor;partículas de polvo;distribución de temperatura