Régimes d'Ecoulement dans les Récepteurs Solaires Tubulaires à Lits Fluidisés
Résumé
Le laboratoire PROMES (CNRS) développe depuis 2010 une technologie de récepteur solaire basée sur la circulation de particules fluidisées dans des tubes métalliques verticaux soumis au flux solaire concentré. L’utilisation de particules de type sable en tant que fluide de transfert de chaleur et milieu de stockage est peu coûteuse et permet d’étendre la gamme de température admissible par rapport aux sels fondus actuellement utilisés dans les centrales solaires à concentration (>560°C). Grâce à l’augmentation de la température en sortie du récepteur, il est possible d’utiliser des cycles thermodynamiques à hauts rendements (~50%) et ainsi d’accroitre les performances des centrales. Un des verrous de cette technologie est la maitrise des écoulements diphasiques dans les tubes du récepteur. En effet, plusieurs régimes de fluidisation apparaissent en fonction des paramètres de contrôle. Des bulles se forment en bas du tube puis coalescent sur la hauteur pour former des pistons. Ces derniers doivent être évités car ils limitent le mélange des particules, ce qui a pour effet de réduire les échanges thermiques. Pour de forts débits d’air, un régime de fluidisation turbulent apparaît. Celui-ci se caractérise par un excellent brassage des particules et donc de très bons transferts de chaleur. La compréhension des conditions d’apparition de ces régimes est donc primordiale pour définir les meilleurs paramètres opératoires en exploitation. Pour ce faire, plusieurs bancs expérimentaux, avec et sans exposition au flux solaire concentré, ont été mis en place au laboratoire PROMES afin d’étudier le comportement de ces écoulements diphasiques et des différents régimes hydrodynamiques.
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)