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Contenido <ul><li>Introducción </li></ul><ul><li>Antecedentes </li></ul><ul><li>Análisis del Experimento </li></ul><ul><li...
<ul><li>El presente trabajo se encarga del análisis de un nuevo tipo de colector solar con lecho de ladrillo asfáltico com...
<ul><li>ONG K.  (1995)   </li></ul><ul><li>Realiza  un  modelamiento  matemático  de  la  transferencia  de  calor a lo  l...
ANÁLISIS DEL EXPERIMENTO DESCRIPCION DEL COLECTOR IV Conferencia Latinoamericana de Energía Solar - XVII Simposio Peruano ...
IV Conferencia Latinoamericana de Energía Solar - XVII Simposio Peruano de Energía Solar
Distribución de sensores de temperatura en el colector   T 2 : Temperatura Ambiente T 3 : Temperatura Cubierta - Exterior ...
<ul><li>Para hacer este análisis se tomaron en cuenta estas suposiciones: </li></ul><ul><li>La capacidad de almacenamiento...
<ul><li>Para la superficie superior del ladrillo asfáltico </li></ul><ul><li>Donde: </li></ul><ul><li>α   =  Absortividad ...
<ul><li>Para el l echo de ladrillo asfáltico   </li></ul>IV Conferencia Latinoamericana de Energía Solar - XVII Simposio P...
Para el flujo de aire IV Conferencia Latinoamericana de Energía Solar - XVII Simposio Peruano de Energía Solar Coeficiente...
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Resolviendo la ecuación diferencial: Donde: IV Conferencia Latinoamericana de Energía Solar - XVII Simposio Peruano de Ene...
Obtenemos: En la cual si asumimos una longitud L del colector, la temperatura a la salida del colector será: IV Conferenci...
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IV Conferencia Latinoamericana de Energía Solar - XVII Simposio Peruano de Energía Solar
Campo de velocidades (m/s) Gráfico. No. 2 Campo de velocidades en un colector con lecho de ladrillo asfáltico (0,45 m/s) I...
Gráfico. No. 3 Campo de velocidades en un colector con lecho de  ladrillo asfáltico diferente configuración. (0,7 m/s) IV ...
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Gráfico. No. 5  Campo de velocidades en el eje y en un colector con lecho de ladrillo asfáltico. (0.01 m/s) IV Conferencia...
Gráfico. No. 6  Campo de velocidades eje y en un colector con lecho de ladrillo asfáltico IV Conferencia Latinoamericana d...
Gráfico. No. 7  Temperatura y  campo de velocidades en un colector con lecho de ladrillo asfáltico IV Conferencia Latinoam...
Gráfico. No. 8  Temperatura y  campo de velocidades en un colector con lecho de ladrillo asfáltico IV Conferencia Latinoam...
Gráfico. No. 9  Temperatura y  campo de velocidades en un colector con lecho de ladrillo asfáltico IV Conferencia Latinoam...
Gráfico. No. 10  Flujo de calor total y  campo de velocidades en un  colector con lecho de ladrillo asfáltico IV Conferenc...
Los máximos valores de  temperatura  de salida  de aire son  de  47,9ºC,  50,8ºC  y 53,8ºC respectivamente para cada uno d...
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DETERMINACIÓN ANALÍTICA DE LA TEMPERATURA DEL AIRE EN UN COLECTOR DE AIRE CON LECHO DE LADRILLO ASFÁLTICO

  1. 1. DETERMINACIÓN ANALÍTICA DE LA TEMPERATURA DEL AIRE EN UN COLECTOR DE AIRE CON LECHO DE LADRILLO ASFÁLTICO Por: Francisco Risco Franco (fjrisco@uns.edu.pe) Germán Chumpitaz Ayala (germanraul2cha@hotmail.com) XVII SIMPOSIO PERUANO DE ENERGÍA SOLAR (XVII-SPES) UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA Chimbote Perú IV CONFERENCIA LATINOAMERICANA DE ENERGÍA SOLAR (IV ISES-CLA) APES
  2. 2. Contenido <ul><li>Introducción </li></ul><ul><li>Antecedentes </li></ul><ul><li>Análisis del Experimento </li></ul><ul><li>Resultados </li></ul><ul><li>Conclusiones </li></ul>IV Conferencia Latinoamericana de Energía Solar - XVII Simposio Peruano de Energía Solar
  3. 3. <ul><li>El presente trabajo se encarga del análisis de un nuevo tipo de colector solar con lecho de ladrillo asfáltico como superficie absorbedora. </li></ul><ul><li>Necesidad de probar nuevos materiales y formas, para almacenar energía, sobre todo aquellos que se pueden encontrar día a día en nuestro alrededor. </li></ul><ul><li>Mediante el estudio sobre estos sistemas se desarrolla el aspecto teórico, así como la simulación, pudiendo experimentar para varias velocidades y configuraciones obteniéndose la temperatura final del aire a la salida del colector </li></ul>INTRODUCCION IV Conferencia Latinoamericana de Energía Solar - XVII Simposio Peruano de Energía Solar
  4. 4. <ul><li>ONG K. (1995) </li></ul><ul><li>Realiza un modelamiento matemático de la transferencia de calor a lo largo de un colector solar de aire, haciendo suposición de temperatura constante alrededor del mismo. </li></ul><ul><li>TIWARI G.N, and Al...(1995) </li></ul><ul><li>Presenta el análisis de un secador de grano utilizando un colector, el cual almacena energía térmica en agua contenida en un recipiente que se coloca debajo de la placa colectora. </li></ul>ANTECEDENTES IV Conferencia Latinoamericana de Energía Solar - XVII Simposio Peruano de Energía Solar
  5. 5. ANÁLISIS DEL EXPERIMENTO DESCRIPCION DEL COLECTOR IV Conferencia Latinoamericana de Energía Solar - XVII Simposio Peruano de Energía Solar
  6. 6. IV Conferencia Latinoamericana de Energía Solar - XVII Simposio Peruano de Energía Solar
  7. 7. Distribución de sensores de temperatura en el colector T 2 : Temperatura Ambiente T 3 : Temperatura Cubierta - Exterior T 10 : Temperatura Cubierta – Interior T 7 : Temperatura Ladrillo T 6 : Temperatura de Entrada de Aire T 4 : Temperatura de Salida de Aire IV Conferencia Latinoamericana de Energía Solar - XVII Simposio Peruano de Energía Solar Cubierta Ladrillo T 2 T 10 T 3 T 7 T 4 T 6
  8. 8. <ul><li>Para hacer este análisis se tomaron en cuenta estas suposiciones: </li></ul><ul><li>La capacidad de almacenamiento de la energía por parte del vidrio, aislamiento y superficies que conforman el colector son despreciables. </li></ul><ul><li>El sistema no presenta fugas. </li></ul><ul><li>Las propiedades de los materiales del colector se mantienen constantes en el tiempo. </li></ul>IV Conferencia Latinoamericana de Energía Solar - XVII Simposio Peruano de Energía Solar
  9. 9. <ul><li>Para la superficie superior del ladrillo asfáltico </li></ul><ul><li>Donde: </li></ul><ul><li>α = Absortividad de la superficie oscura. </li></ul><ul><li>τ = Transmitancia o transmisividad de la cubierta de vidrio. </li></ul><ul><li>I(t) = Radiación solar incidente en el colector (W/m 2 ). </li></ul><ul><li>k = Coeficiente de transferencia de calor por conducción entre la superficie superior del ladrillo y el lecho de ladrillo (W/mºC). </li></ul><ul><li>T S = Temperatura de la superficie superior del ladrillo (ºC). </li></ul><ul><li>T L = Temperatura del lecho de ladrillos (ºC). </li></ul><ul><li>A c = Área del colector (m 2 ). </li></ul><ul><li>h a = Coeficiente convectivo de calor entre la superficie oscura y el aire (W/m 2 ºC). </li></ul><ul><li>T A = Temperatura del aire dentro del colector (ºC) </li></ul>MODELO TEÓRICO IV Conferencia Latinoamericana de Energía Solar - XVII Simposio Peruano de Energía Solar
  10. 10. <ul><li>Para el l echo de ladrillo asfáltico </li></ul>IV Conferencia Latinoamericana de Energía Solar - XVII Simposio Peruano de Energía Solar Masa del ladrillo (Kg). Calor especifico del ladrillo (J/KgºC). Coeficiente global de transferencia de calor desde el lecho de ladrillo hacia el aire circundante a través del aislante (W/m 2 ºC). Temperatura ambiente del aire (ºC). Temperatura de la superficie oscura (ºC). Temperatura del lecho de ladrillos (ºC). Área del colector (m 2 ). Coeficiente convectivo de calor entre la superficie oscura y el aire (W/m 2 ºC). Temperatura del aire dentro del colector (ºC) = = = = = = = = = M L C L h b T a T s T L A c h a T A
  11. 11. Para el flujo de aire IV Conferencia Latinoamericana de Energía Solar - XVII Simposio Peruano de Energía Solar Coeficiente global de transferencia de calor desde el aire del colector hacia el ambiente a través de la cubierta de vidrio (W/m 2 ºC). Coordenada de posición a lo largo de la dirección de flujo (m). Ancho del colector (m). Flujo másico del aire a través del colector (Kg/s) Calor especifico del aire (J/KgºC). = = = = = h c x b m a C A
  12. 12. Combinando las ecuaciones Resultando: IV Conferencia Latinoamericana de Energía Solar - XVII Simposio Peruano de Energía Solar
  13. 13. Resolviendo la ecuación diferencial: Donde: IV Conferencia Latinoamericana de Energía Solar - XVII Simposio Peruano de Energía Solar
  14. 14. Obtenemos: En la cual si asumimos una longitud L del colector, la temperatura a la salida del colector será: IV Conferencia Latinoamericana de Energía Solar - XVII Simposio Peruano de Energía Solar
  15. 15. Para obtener la temperatura promedio del aire será: Con la cual obtendremos: IV Conferencia Latinoamericana de Energía Solar - XVII Simposio Peruano de Energía Solar
  16. 16. IV Conferencia Latinoamericana de Energía Solar - XVII Simposio Peruano de Energía Solar
  17. 17. Campo de velocidades (m/s) Gráfico. No. 2 Campo de velocidades en un colector con lecho de ladrillo asfáltico (0,45 m/s) IV Conferencia Latinoamericana de Energía Solar - XVII Simposio Peruano de Energía Solar 0,45 m/s
  18. 18. Gráfico. No. 3 Campo de velocidades en un colector con lecho de ladrillo asfáltico diferente configuración. (0,7 m/s) IV Conferencia Latinoamericana de Energía Solar - XVII Simposio Peruano de Energía Solar
  19. 19. Gráfico. No. 4 Campo de velocidades en un colector con lecho de ladrillo asfáltico. (0,5 m/s) IV Conferencia Latinoamericana de Energía Solar - XVII Simposio Peruano de Energía Solar
  20. 20. Gráfico. No. 5 Campo de velocidades en el eje y en un colector con lecho de ladrillo asfáltico. (0.01 m/s) IV Conferencia Latinoamericana de Energía Solar - XVII Simposio Peruano de Energía Solar
  21. 21. Gráfico. No. 6 Campo de velocidades eje y en un colector con lecho de ladrillo asfáltico IV Conferencia Latinoamericana de Energía Solar - XVII Simposio Peruano de Energía Solar
  22. 22. Gráfico. No. 7 Temperatura y campo de velocidades en un colector con lecho de ladrillo asfáltico IV Conferencia Latinoamericana de Energía Solar - XVII Simposio Peruano de Energía Solar 300 K
  23. 23. Gráfico. No. 8 Temperatura y campo de velocidades en un colector con lecho de ladrillo asfáltico IV Conferencia Latinoamericana de Energía Solar - XVII Simposio Peruano de Energía Solar
  24. 24. Gráfico. No. 9 Temperatura y campo de velocidades en un colector con lecho de ladrillo asfáltico IV Conferencia Latinoamericana de Energía Solar - XVII Simposio Peruano de Energía Solar
  25. 25. Gráfico. No. 10 Flujo de calor total y campo de velocidades en un colector con lecho de ladrillo asfáltico IV Conferencia Latinoamericana de Energía Solar - XVII Simposio Peruano de Energía Solar
  26. 26. Los máximos valores de temperatura de salida de aire son de 47,9ºC, 50,8ºC y 53,8ºC respectivamente para cada uno de los días considerados. La simulación permite observar el fenómeno con mayor profundidad y optimizar los diferentes parámetros que intervienen en el experimento Los valores máximos de temperatura alcanzados en el lecho fueron de 56,9ºC, 60,2ºC y 59,8ºC respectivamente para cada uno de los días considerados. CONCLUSIONES
  27. 27. GRACIAS IV Conferencia Latinoamericana de Energía Solar - XVII Simposio Peruano de Energía Solar

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