Etude hydrodynamique d’un nouveau concept de récepteur solaire à suspension dense de particules

Le concept propose met en œuvre des suspensions denses de particules fines (classe A ou A/B de la classification de Geldart) en tant que nouveau fluide caloporteur afin d'ameliorer les performances des centrales solaires a concentration. En effet, ces suspensions de gaz et de solide ont le comportement d'un fluide et permettent d'atteindre des temperatures beaucoup plus elevees qu'avec les fluides caloporteurs classiques (huiles minerales, sels fondus). Cette etude associe le Laboratoire de Genie Chimique (LGC) de Toulouse et le Laboratoire Procedes, Materiaux et Energie Solaire (CNRS-PROMES) d'Odeillo ; elle a ete soutenue par le Programme Interdisciplinaire Energie du CNRS et est prolongee dans le cadre du projet europeen CSP2, « Concentrating Solar Power in Particles ». Ce papier presente la technologie permettant la mise en circulation de la suspension dans un echangeur vertical multitubulaire et multipasse et rappelle les differents regimes rencontres dans ce type d'ecoulement. L'echange thermique entre la paroi chauffee par le rayonnement et les particules etant fortement dependant du regime d'ecoulement, la caracterisation du regime en fonction des conditions de fonctionnement est donc capitale. L'etude est focalisee sur l'ecoulement ascendant du solide dans l'echangeur et la comparaison des resultats experimentaux obtenus sur le pilote « froid » installe au LGC avec les predictions d’un modele 1D diphasique « Bulle-Emulsion », adapte pour tenir compte de l'entrainement des particules dans le sillage des bulles et l'evolution des proprietes physiques de l'air d'aeration en fonction de la pression locale.