LABORATORIO: MEDICION DE LA VARIACION DE LA EFICIENCIA DEL COLECTOR SOLAR DE PLACA PLANA CON LA TEMPERATURA DE FUNCIONAMIENTO (Y CON EL CAUDAL DE AGUA (original) (raw)
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Resumen. Los granos de cacao son semillas que proviene de los frutos del árbol del mismo nombre (Theobroma cacao), cuyas plantaciones crecen de forma natural en zonas tropicales América del Centro y del Sur. Estos granos comprenden la materia prima para la producción de polvo de cacao, manteca de cacao y chocolate, pero en primer lugar, es esencial que dichos granos pasen por procesos de fermentación y secado. En la costa norte del Perú y en condiciones de verano, tanto los procesos de fermentación y como de secado del cacao demoran al menos dos semanas con el fin de obtener el producto final disponible para su exportación a mercados europeos. Ambos procesos se realizan de manera tradicional, es decir, en ausencia de equipos que cumplan con dicha función. En particular, el secado se realiza mediante la exposición directa a los rayos del sol de los granos de cacao. Mientras que la fermentación demora aproximadamente 4 días; el secado del cacao tiene una duración de aproximadamente 10 a 12 días, generando un cuello de botella en un proceso continuo, generándose de esta forma tiempos muertos. Dada esta circunstancia, un secador solar del tipo indirecto se propone con el propósito de reducir el período de secado de 100 kg de granos de cacao de al menos 7 días. Este equipo está compuesto por un colector solar de aire (CSA) unido a una cámara de secado (CS). Este trabajo consiste en el análisis numérico del comportamiento térmico tres colectores solares (CSA) de diferentes configuraciones geométricas con el fin de determinar aquel que mejores prestaciones térmicas posee en términos de eficiencia. Para ello, la dinámica de fluidos computacional (CFD) es usada como herramienta numérica para resolver las ecuaciones de transporte de masa, momento y energía además de los modelos k-w y DOM (Discrete Ordinates Model) para la descripción de la turbulencia y la radiación térmica, con el propósito de describir el calentamiento del aire en el interior de un colector solar, CSA, sometida a condiciones de funcionamiento de irradiancia solar y flujo de aire. La implementación del modelo CFD fue validado por comparación a los resultados experimentales de un CSA de un único paso. En seguida, tres colectores solares fuero simulados con el fin de identificar aquel que presenta la mejore prestación térmica en términos de temperatura del aire calentado y eficiencia térmica. Los resultados numéricos demuestran que un colector solar de 3 pasos con la placa de colector montado entre el segundo y tercer canal es aquel que ofrece las mejores prestaciones térmicas. Palabras-clave: Colectores solares de aire, Dinámica de los fluidos Computacional, Eficiencia térmica, Modelo de Ordenadas Discretas.
En este trabajo se hace una evaluación preliminar de un calentador solar de tubos de vacio termosifonico, la evaluación se realizo sin consumo, esta se llevo a cabo en las instalaciones de la Escuela Profesional de Física de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa entre el 30/04/2011 y el 03/05/2011. Se presentan los resultados de eficiencia global del calentador para tres días de evaluación, así como información de la velocidad de calentamiento del sistema, también se muestra información del aislamiento térmico del tanque acumulador a través de las curvas de velocidad de enfriamiento
CÁLCULO DE LA UTILIZABILIDAD PARA COLECTORES SOLARES PLANOS ORIENTADOS AL NORTE E INCLINADOS 45º
RESUMEN: El concepto de utilizabilidad fue introducido en la ingeniería solar como apoyo para la predicción de sistemas solares térmicos. Es una herramienta útil, en el diseño preliminar de sistemas que utilizan colectores solares de placa plana. En este trabajo se obtiene, a partir de un método sencillo, una correlación empírica de la utilizabilidad diaria para colectores solares de aire de placa plana, inclinados 45º y ubicados en la localidad de Río Cuarto, que separa las variables climáticas de los parámetros del colector. Se realizaron ensayos para un dado colector, a los fines de corroborar las correlaciones encontradas. El método reduce la determinación de la utilizabilidad a cálculos que sólo requieren conocer parámetros del colector y variables disponibles, tal como la temperatura ambiente, posibilitando evaluaciones rápidas de la incidencia de cambios en el diseño del colector y en la temperatura de entrada del aire al colector. Palabras clave: utilizabilidad, colector solar de aire INTRODUCCIÓN La estimación del desempeño de sistemas solares es imprescindible, a la hora de realizar un prediseño o una optimización de los mismos. Hay en general dos enfoques para predecir la performance de los colectores solares, el primero consiste en usar software de simulación avanzada, tales como Trnsys, Simusol, etc. Este primer enfoque permite evaluar la performance de los colectores en aquellos casos, en los cuales se dispone de información adicional del sistema, por ejemplo, los efectos de diversos parámetros o el rango de temperaturas del sistema (Karatasou et al., 2006). Otro enfoque consiste en utilizar métodos simplificados de diseño, los cuales necesitan como información sólo la estimación del comportamiento promedio mensual del sistema, y por lo general existen limitaciones en su aplicabilidad, sin embargo, pueden ser muy útiles, como cuando las restricciones en el costo o en el nivel de conocimientos del sistema no permitieran una simulación computacional detallada. Por otra parte, incluso cuando se utilizan simulaciones, estas técnicas simplificadas, pueden ser útiles en la elección y el tamaño del sistema a estudiar.
Aplicaciones térmicas de la energía solar: Colectores Planos Se denominan aplicaciones térmicas todas aquellas que aprovechan la radiación solar para generar calor, para diferenciarlas de las aplicaciones eléctricas o conversión directa, propia de los sitemas fotovoltaicos, en los que la radiación produce electricidad.
COLECTORES SOLARES PARA AGUA CALIENTE
El agua caliente constituye un consumo energético importante en una casa teniendo diversos usos como la higiene personal y la limpieza de la casa. A nivel internacional existen algunos estudios de medida de este consumo. En general se considera que un consumo medio típico es del orden de los 40 litros por día y persona. En los países en desarrollo este consumo constituye entre el 30 y el 40% del consumo de energía de un hogar, este porcentaje es mayor que en los países desarrollados, donde el consumo de energía para producir agua caliente sanitaria (ACS) se supone del 26% del consumo total de la vivienda . Pero, en general, a nivel mundial, se ha convertido en el segundo uso energético doméstico en importancia después de la calefacción y la refrigeración. Por esta razón, el calentamiento de agua mediante energía solar, más allá de ser una alternativa ecológica, se ha convertido en una tecnología económicamente atractiva y competitiva en muchos países.
ANÁLISIS TÉRMICO DEL SECADOR SOLAR DE TAMBOR ROTATORIO PARA GRANOS
Una alternativa del secado solar para la disminución del tiempo de secado y la protección del producto de las condiciones climatológicas es la utilización de secadores solares, de los que existen gran variedad de diseños, si se analiza atendiendo a las funciones para las que se destinan y los materiales con los que se construyen. Dependiendo de estos factores, entre otros, podrá variar en un amplio intervalo la eficiencia térmica de dichos equipos. En el Centro de Investigaciones de Energía Solar fue construido el secador solar de tambor rotatorio para granos, del cual se realiza el análisis térmico a partir del cálculo de los coeficientes de transferencia de calor en diferentes partes del equipo. El resultado del análisis muestra una distribución favorable de las áreas de captación y de pérdidas, por lo que es posible pronosticar un buen funcionamiento térmico en el secado de granos para las condiciones de diseño. Palabras clave: secador rotatorio, secador solar.