Modelação das propriedades radiativas de nanofluidos com aplicação em coletores solares de absorção direta (DASC)

Abstract

Este trabalho estuda as propriedades óticas de nanofluidos com vista à sua utilização para a absorção volumétrica de radiação solar em receptores térmicos de absorção direta (DASC). Foi utilizado um modelo de reflexão e absorção espectral de nanofluidos para determinar a transmissividade em função do índice de refração complexo do fluido base e das partículas, assim como da sua concentração volumétrica. Foram testadas oito amostras usando água e óleo térmico como fluido base e nanotubos de carbono de paredes múltiplas (MWCNT) de diferentes tamanhos e em diferentes concentrações. O índice de refração do óleo, não disponível em literatura, foi determinado através de um algoritmo numérico a partir de valores experimentais. Os valores de transmissividade espectral dos nanofluidos obtidos pelo modelo foram confrontados com os resultados das medições realizadas com um espectrofotómetro, observando-se que a concordância com os valores modelados é melhor no caso de partículas maiores e concentrações mais baixas; Modelling of the radiative properties of nanofluids with application in Direct Absorption Solar Collectors (DASC) Abstract: This work adresses the study of the optical properties of nanofluids, aiming its use for volumetric absorption of solar radiation in Direct Absorption Solar Collectors (DASC). A model of spectral reflection and absorption was used to determine the transmissivity of nanofluid depending on the complex refractive index of both base fluid and particles, along with volumetric concentration of nanoparticles. Eight samples of nanofluid with water or heat transfer oil as base fluid and Multi-Walled Carbon Nanotubes (MWCNT) with different size and concentration were tested. The refractive index of oil, not available in literature, was determined from experimental values using a numerical algorithm. The theoretical transmissivity of the nanofluids was compared with the experimental results measured with a spectrophotometer, finding that the accuracy of the model is better when nanoparticles are bigger and concentration is lower.