Publication

Beam radiation penetration in particle b e ds for heat transfer modeling of a centrifugal solar particle receiver

Résumé

This article describes a study of beam radiation striking particle beds of randomly packed, spherical par-ticles. The current study is focused on concentrating solar power receivers which use solid particles as a heat transfer medium, but results are applicable to particle beds in various industries. The analyses are carried out using a purpose-built open-source Monte Carlo Ray Tracing code for beam radiation strik-ing a group of particles. Particle beds with a uniform solid fraction and diffuse reflections are studied first, with the total bed absorptivity found for various combinations of the incidence angle, absorptivity, and solid fraction, culminating in an expression for the total bed absorptivity as a function of these in-dependent variables. In addition, the transmitted fraction of incident rays as a function of distance into the bed is given in table format for many sets of these parameters. These results form the foundation of an algorithm developed to estimate the radiation absorption at different depths in the more challenging case where the solid fraction varies as a function of depth in the bed. This is particularly important for the "CentRec" solar receiver, where the solid fraction oscillates due to the thin particle film used in this device (only 4-10 particle diameters thick), as well as the dynamic nature of the particle film. The algo-rithm is implemented in a Discrete Element Method model for heat transfer in the CentRec receiver, and the algorithm is shown to have a high accuracy with a very low computational cost compared to a full Monte Carlo Ray Tracing simulation.(c) 2022 Elsevier Ltd. All rights reserved.

À propos de ce résultat
Cette page est générée automatiquement et peut contenir des informations qui ne sont pas correctes, complètes, à jour ou pertinentes par rapport à votre recherche. Il en va de même pour toutes les autres pages de ce site. Veillez à vérifier les informations auprès des sources officielles de l'EPFL.
Concepts associés (34)
Transfert thermique
vignette|alt=Autour d'un feu, des mains reçoivent sa chaleur par rayonnement (sur le côté), par convection (au-dessus de ses flammes) et par conduction (à travers un ustensile en métal).|Les modes de transfert thermique ( en anglais pour « rayonnement »). Un transfert thermique, appelé plus communément chaleur, est l'un des modes d'échange d'énergie interne entre deux systèmes, l'autre étant le travail : c'est un transfert d'énergie thermique qui s'effectue hors de l'équilibre thermodynamique.
Centrale solaire thermodynamique
Une centrale solaire thermodynamique (ou centrale solaire thermique à concentration ou encore héliothermodynamique), en anglais CSP (pour concentrated solar power) est un site industriel qui concentre les rayons du Soleil à l'aide de miroirs afin de chauffer un fluide caloporteur, lequel sert en général à produire de l'électricité. Ce type de centrale permet, en stockant ce fluide dans un réservoir, de prolonger le fonctionnement de la centrale plusieurs heures au-delà du coucher du Soleil.
Chaleur (thermodynamique)
vignette|Le Soleil et la Terre constituent un exemple continu de processus de chauffage. Une partie du rayonnement thermique du Soleil frappe et chauffe la Terre. Par rapport au Soleil, la Terre a une température beaucoup plus basse et renvoie donc beaucoup moins de rayonnement thermique au Soleil. La chaleur dans ce processus peut être quantifiée par la quantité nette et la direction (Soleil vers Terre) d'énergie échangée lors du transfert thermique au cours d'une période de temps donnée.
Afficher plus
Publications associées (45)

Heat transfer of uncoated and nanostructure coated commercially micro-enhanced refrigeration tubes under pool boiling conditions

John Richard Thome

The heat transfer performance of commercially produced micro-enhanced tubes with and without a nanocoating was investigated under pool boiling of saturated refrigerant. These multiscale enhancements were on the outside of 19 mm horizontal copper tubes heat ...
Oxford2023

Multiscale enhancement of refrigerant falling film boiling by combining commercially enhanced tubes with nanostructures

John Richard Thome

Multiscale surface structures offer the opportunity to combine the heat transfer enhancement provided by microscale structures with the dryout benefits provided by some nanostructures, which is particularly attractive for falling film evaporators, who have ...
Oxford2023

Thermal transport beyond Fourier, and beyond Boltzmann

Michele Simoncelli

Crystals and glasses exhibit fundamentally different heat conduction mechanisms: the periodicity of crystals allows for the excitation of propagating vibrational waves that carry heat, as first discussed by Peierls in 1929, while in glasses the lack of per ...
EPFL2021
Afficher plus
MOOCs associés (14)
SES Swiss-Energyscope
La transition énergique suisse / Energiewende in der Schweiz
SES Swiss-Energyscope
La transition énergique suisse / Energiewende in der Schweiz
Plasma Physics: Introduction
Learn the basics of plasma, one of the fundamental states of matter, and the different types of models used to describe it, including fluid and kinetic.
Afficher plus

Graph Chatbot

Chattez avec Graph Search

Posez n’importe quelle question sur les cours, conférences, exercices, recherches, actualités, etc. de l’EPFL ou essayez les exemples de questions ci-dessous.

AVERTISSEMENT : Le chatbot Graph n'est pas programmé pour fournir des réponses explicites ou catégoriques à vos questions. Il transforme plutôt vos questions en demandes API qui sont distribuées aux différents services informatiques officiellement administrés par l'EPFL. Son but est uniquement de collecter et de recommander des références pertinentes à des contenus que vous pouvez explorer pour vous aider à répondre à vos questions.