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Título : Simulación del efecto termosifón de un dispositivo termosolar para latitud 0
Autor : Herrera Villalobos, Raúl
Recalde Moreno, Celso Guillermo
Palabras clave : TUBO AL VACÍO EVACUADO
EFECTO TERMOSIFÓN
DINÁMICA COMPUTACIONAL DE FLUIDOS
ÁNGULO DE INCLINACIÓN
Fecha de publicación : 2022
Editorial : Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ingeniería en Sistemas, Electrónica e Industrial. Maestría en Física Aplicada
Resumen : At present, conventional energy sources such as fossil fuels tend to promote or generate environmental problems, in addition to being non-renewable sources, which is why an alternative such as solar energy is sought, which is a renewable energy with a lower environmental impact. Solar energy has a wide range of applications of which one of the most used is to heat water for sanitary use, the most used devices for this purpose are solar thermal devices of evacuated vacuum tubes that use water as a transfer fluid of heat. For this reason, this project seeks to perform a simulation of the evacuated tubes located in the equatorial zone to determine the optimal angle of inclination to obtain greater performance on these devices, in addition to comparing the simulation with existing experimental results. To carry out this simulation, it was necessary to determine thermal parameters such as ambient temperature, geophysical parameters such as location with latitude, longitude and GMT, material parameters such as borosilicate and copper, Laminar and solar viscosity measurements and models such as "Solar Ray Tracing" models in order to obtain data similar to those recorded in experimentation on these evacuated tubes, an Ansys Fluent software is also used to develop this simulation because it has the models necessary to meet the simulation parameters. Within Ansys, "Design Modeler" was extracted to develop the geometries, "Mesh" to generate the mesh models for simulation using computational fluid dynamics, "Setup" to configure and simulate them, and "Result" for the analysis of results. Finally, a comparison and analysis is presented between the experiments carried out in simulation and the experimental results to determine the relationship between efficiency in the thermosyphon effect angle of inclination, relationship between temperature angle of inclination and solar incidence and angle of inclination.
Descripción : En la actualidad las fuentes de energía convencionales como combustibles fósiles tienden a potenciar o generar problemas ambientales, además de ser fuentes no renovables, por lo que se busca una alternativa como la energía solar que es una energía renovable con un menor impacto ambiental. La energía solar tiene una amplia gama de aplicaciones de las cuales una de las más utilizadas es para calentar agua de uso sanitario, los dispositivos más utilizados para este propósito son los dispositivos termosolares de tubos al vacío evacuados que utilizan el agua como fluido de transferencia de calor. Por esta razón el presente proyecto busca realizar una simulación de los tubos evacuados ubicados en la zona ecuatorial para determinar el ángulo de inclinación óptimo para obtener un mayor rendimiento sobre estos dispositivos, además de comparar la simulación con resultados experimentales existentes. Para realizar esta simulación fue necesario determinar parámetros térmicos como temperatura ambiente, geofísicos como ubicación con latitud, longitud y GMT, parámetros de materiales como el borosilicato y cobre, medidas y modelos de simulación de viscosidad Laminar y modelos solares como “Solar Ray Tracing” para poder obtener datos similares a los registrados en experimentación sobre estos tubos evacuados, además se utiliza el software Ansys Fluent para desarrollar esta simulación debido a que cuenta con los modelos necesarios para cumplir con los parámetros de simulación. Dentro de Ansys se utilizó “Design Modeler” para desarrollar las geometrías, “Mesh” para generar la malla para la simulación mediante dinámica de fluidos computacional, “Setup” configurar los modelos y simular, y “Result” para el análisis de resultados. Finalmente se presenta una comparativa y análisis entre los experimentos realizados en simulación y los resultados experimentales para determinar relación entre el efecto termosifón-ángulo de inclinación, relación entre temperatura-ángulo de inclinación e incidencia solar y ángulo de inclinación.
URI : https://repositorio.uta.edu.ec/jspui/handle/123456789/35568
Aparece en las colecciones: Maestría en Física Aplicada

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