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Modelación matemática, simulación y validación experimental de un colector solar de doble paso y circulación forzada con almacenamiento de energía
Modelación matemática, simulación y validación experimental de un colector solar de doble paso y circulación forzada con almacenamiento de energía
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Fecha
2016-05-17
Autores
Bedregal Tissieres, Renzo
Título de la revista
Revista ISSN
Título del volumen
Editor
Universidad de Piura
Proyectos de investigación
Unidades organizativas
Número de la revista
Abstracto
El secado de alimentos es una técnica esencial para evitar la degradación del mismo. Debido a los costos crecientes del combustible de origen fósil, el secado con energía solar se está volviendo más atractivo. El secado solar artesanal suele darse al aire libre y tiene varias desventajas como: condiciones de temperatura no controladas, exposición directa a radiación UV, posible contaminación con insectos, polvo o materia extraña y falta de protección ante fenómenos naturales como la lluvia. De manera alternativa, el secado puede realizarse de forma indirecta calentando el aire mediante un colector solar y luego enviarlo a una cámara de secado. De esta forma se evita los inconvenientes mencionados anteriormente. Sin embargo, este sistema no es muy utilizado en el sector agrícola del Perú debido al desconocimiento de la implementación adecuada y de los beneficios que trae versus la inversión que requiere. Por consiguiente se realizó una revisión bibliográfica sobre los parámetros que gobiernan el funcionamiento de un colector solar definiendo el modelo matemático completo basado en el balance de la energía, considerando también la variación de la radiación solar y las propiedades termodinámicas del aire húmedo. Así también, se estudió la implementación de aletas y material de almacenamiento de energía térmica. En la simulación realizada se puede evaluar diferentes casos de configuración con respecto al diseño, entre otros, se demuestra que las aletas aumentan la transferencia de calor de la placa colectora al aire de secado y que se requiere un almacenamiento de energía con capacidad calorífica elevada para atenuar la caída de la temperatura del aire calentado en las horas de radiación solar nula. Además se ha desarrollado un prototipo experimental tomando en consideración el mismo dimensionamiento y propiedades de los materiales del colector utilizado para la simulación, de modo que, se realiza la validación midiendo las temperaturas y humedades relativas de entrada y salida en el prototipo experimental y contrastándolo con los valores de simulación obtenidos. El resultado es muy satisfactorio y se puede concluir que el modelo matemático predice el comportamiento del colector solar de manera muy acertada.
Descripción
Palabras clave
Termodinámica,
Modelación matemática