HYDRODYNAMIC COMPUTATIONAL EVALUATION IN SOLAR TUBULAR PHOTOBIOREACTORS BENDS

Abstract

^len^aIn this article, the hydrodynamic behavior of a single-phase flow in various solar collectors with diffe-rent cross sections (circular, octagonal, hexagonal and square), with same hydraulic diameter and longitudinal profile was analyzed. Secondary flow, pressure drop and shear stress were evaluated, because the photosynthetic efficiency and microalgae endurance depend on these properties. These parameters were reviewed at six different culture inlet rates in the collector (from 0,25 m/s to 0,5 m/s), emphasizing in the bends regions. A higher speed and agitation was pre-sent in the square solar collector, contrary to what happened to the circular one. Despite this, the circular solar collector remains the best option for the industrial implementation phase. However, the shear stress generated in the culture -as it passes through the 180° bend of the solar collector- affects the microalgae growth, as stated in the literature.^les^aEn este articulo se analizo el comportamiento hidrodinamico de un flujo monofasico en varios colectores solares, con diferentes perfiles transversales (circular, octagonal, hexagonal y cuadrado), de igual diametro hidraulico y perfil longitudinal. Se evaluo el flujo secundario, las caidas de presion y el esfuerzo cortante del fluido, ya que de estos depende la eficiencia fotosintetica y la vitalidad microalgal. Los anteriores parametros se revisaron para seis diferentes velocidades de entrada del cultivo en el colector (entre 0,25 m/s a 0,5 m/s) enfatizandose en la region de los codos, donde se presenta una mayor velocidad y agitacion en el colector solar cuadrado, contrario a lo que sucede con el circular. A pesar de esto, el colector solar circular continua siendo la mejor opcion en la etapa de implementacion industrial. Sin embargo, el esfuerzo cortante que se genera en el cultivo, a medida que atraviesa el codo de 180° del colector solar, afecta el crecimiento de las microalgas, segun lo estipulado en la literatura relacionada.^lpt^aNeste artigo foi analisado o comportamento hidrodinâmico de um fluxo monofasico em varios coletores solares, com diferentes perfis transversais (circular, octogonal, hexagonal e quadrado), de igual diâmetro hidraulico e perfil longitudinal. Foi avaliado o fluxo secundario, as quedas de pressao e o esforco cortante do fluido, ja que destes depende a eficiencia fotossintetica e a vitalidade microalgal. Os anteriores parâmetros foram revisados para seis diferentes velocidades de entrada do cultivo no coletor (entre 0,25 a 0,5 m/s) sendo enfatizado na regiao dos joelhos, onde e apresentada uma maior velocidade e agitacao no coletor solar quadrado, contrario ao que acontece com o circular. Apesar disto, o coletor solar circular continua sendo a melhor opcao na etapa de implantacao industrial. Porem, o esforco cortante que e gerado no cultivo, a medida que atravessa o joelho de 180° do coletor solar, afeta o crescimento das microalgas, segundo o estipulado na literatura relacionada.