Two applications of a numerical approach of heat transfer process within rock beds

A general method for solving the differential equations describing the heat transfer process within a rock bed is presented. A numerical model accounting for secondary phenomena such as thermal losses and conduction effect is developed. The results of the study are presented in the form of curves and empirical equations. Two applications of this theoretical model are then investigated. One is the elaboration of a new calculation method for the volumetric convective heat transfer coefficient using the compared results of theoretical modeling and experimental tests. The second application is a design method for solar applications of rock-bed storage with determination of optimal values for parameters such as air velocity, particle diameter and geometrical aspects of the storage unit. Presentamos un methodo general para el tratamiento de las ecuaciones diferenciales que describe la transferencia de calor en un capa de rocas. Desarrolamos un modelo numerico que hace intervenir los efactos secundarios tal como las peridas termicas hacia el exterior de la capa de rocas y el efacto de conduccion. Los resultados en este estudio estan presentados en forma de curves y de ecuaciones con character empirico. Dos aplicaciones de esta teoria estan estudiades despues: una concierna la elaboration de un neuvo metodo de calculo del coeficiente volumico de transferencia de calor por conveccion a visto de los resultados comparados del estudio teorico y de los ensayos experimentales. La secunda aplicacion esta la presentacion de un metodo de concepcion de capas de rocas para sisternes solares con determinacion de valores optimales de parametros tal como la velocidad del aire, el diametro de los particulas y los parametros geometricos de la capa de “stockage”. Une methode generale du traitement des equations differentielles decrivant le transfert de chaleur dans un lit de roches est presentee. Un modele numerique faisant intervenir des effets secondaires tels que les pertes thermiques vers l'exterieur et l'effet de conduction est developpe. Les resultats de cette etude sont presentes sous forme de courbes et d'equations empiriques. Deux applications de cette theorie sont ensuite etudiees: l'une concerne l'elaboration d'une nouvelle methode de calcul du coefficient volumique de transfert de chaleur par convection au vu des resultats compares de l'etude theorique et de tests experimentaux. La seconde application est la construction d'une methode de conception de lits de roches pour systemes solaires avec determination de valeurs optimales de parametres tels que la vitesse de l'air, le diametre des particules et les grandeurs geometriques du lit de stockage.