elib
DLR-Header
DLR-Logo -> http://www.dlr.de
DLR Portal Home | Impressum | Datenschutz | Kontakt | English
Schriftgröße: [-] Text [+]

A comparison between transient CFD and FEM simulations of solar central receiver tubes using molten salt and liquid metals

Fritsch, Andreas und Uhlig, Ralf und Marocco, Luca und Frantz, Cathy und Flesch, Robert und Hoffschmidt, Bernhard (2017) A comparison between transient CFD and FEM simulations of solar central receiver tubes using molten salt and liquid metals. Solar Energy (155), Seiten 259-266. Elsevier. doi: 10.1016/j.solener.2017.06.022. ISSN 0038-092X.

Dieses Archiv kann nicht den Volltext zur Verfügung stellen.

Offizielle URL: https://www.journals.elsevier.com/solar-energy

Kurzfassung

The design of central receivers in solar thermal power plants is crucial for efficiency and operating behavior of the plant. The local heat flux distribution on the absorber tubes varies, depending on time, weather conditions and aim point strategy. A proper receiver design needs accurate thermodynamic models to detect local temperature distribution, especially hot spots on the absorber tubes. Moreover, due to highly transient boundary conditions, the dynamic behavior of the model is important. Starting with a detailed CFD model of a single receiver tube several simplified FEM models were investigated. The influence of an inhomogeneous heat flux distribution on the absorber and the dynamic behavior after a sudden change of heat flux (e.g. due to passage of clouds) were analyzed. In order to consider radiation exchange between surfaces, simulations with a whole receiver panel were also conducted. The FEM model with onedimensional fluid elements and constant heat transfer coefficients shows a very good agreement with the detailed CFD model. Further simplifications like the presented model, where the tubes are discretized as projected surfaces are computationally very efficient and can be used for relative comparison between receiver configurations. However, this simplification has deviations in the prediction of tube temperatures and radiation losses. Finally, the receiver simulation of the Solar Two power plant validates the FEM model with the measured data for solar salt. The investigation of liquid metals considers a single tube with an inhomogeneous heat flux on its surface. The detailed analysis shows, that the Nusselt number correlation plays an important role for the tube wall temperature. If the Nusselt number is overestimated in the region of the peak heat flux, the simplified model results in a lower tube wall temperature.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/113162/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:A comparison between transient CFD and FEM simulations of solar central receiver tubes using molten salt and liquid metals
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Fritsch, AndreasAndreas.Fritsch (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Uhlig, RalfRalf.Uhlig (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Marocco, LucaKIT und POLIMINICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Frantz, Cathycathy.frantz (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Flesch, RobertRobert.Flesch (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-2725-8039NICHT SPEZIFIZIERT
Hoffschmidt, BernhardBernhard.Hoffschmidt (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2017
Erschienen in:Solar Energy
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1016/j.solener.2017.06.022
Seitenbereich:Seiten 259-266
Verlag:Elsevier
Name der Reihe:Elsevier Ldt
ISSN:0038-092X
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Concentrated solar power, Central receiver system, FEM, CFD, Receiver modeling, Molten salt, Liquid metals
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Erneuerbare Energie
HGF - Programmthema:Konzentrierende solarthermische Technologien
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SW - Solar- und Windenergie
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Neue Wärmeträgerfluide (alt)
Standort: Stuttgart
Institute & Einrichtungen:Institut für Solarforschung > Punktfokussierende Systeme
Hinterlegt von: Uhlig, Tamara
Hinterlegt am:09 Aug 2017 10:32
Letzte Änderung:03 Nov 2023 14:03

Nur für Mitarbeiter des Archivs: Kontrollseite des Eintrags

Blättern
Suchen
Hilfe & Kontakt
Informationen
electronic library verwendet EPrints 3.3.12
Gestaltung Webseite und Datenbank: Copyright © Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Alle Rechte vorbehalten.