Modelado de un concentrador solar parabólico con tubo receptor no circular y aire como fluido de trabajo

Modeling a parabolic solar concentrator with non-circular receiver tube and air as working fluid

dc.contributorFRANCISCO JAVIER CARRANZA CHAVEZ
dc.contributorDaniel Sauceda Carvajal
dc.creatorJorge Cristóbal Delgado Chávez
dc.date2021
dc.date.accessioned2023-03-16T14:34:12Z
dc.date.available2023-03-16T14:34:12Z
dc.identifierhttp://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/3574
dc.identifier.urihttps://repositorioslatinoamericanos.uchile.cl/handle/2250/6231527
dc.descriptionSe presenta el modelado numérico de un concentrador solar de tiro parabólico con aire como fluido de trabajo con el objetivo de investigar el desempeño térmico e hidráulico del tubo absorbedor. Los resultados servirán como referencia para proponer un sistema de desalinización por humidificación-deshumidificación acoplado con energía solar donde el concentrador solar hará también la función de humidificador. Se modeló la transferencia de calor en un tubo absorbedor de geometría circular (C1) y uno de geometría triangular (C2). Se definió una metodología para llevar a cabo el modelado numérico utilizando un software comercial y se validó con resultados experimentales. Para simular la turbulencia en el sistema se utilizó un modelo de turbulencia κ-ϵ y para el intercambio radiativo superficial se usó el modelo superficie a superficie (S2S). Las condiciones de frontera consideradas incluyen las pérdidas de calor por convección y radiación al ambiente, así como un flux de calor variable en la superficie del absorbedor. Finalmente, se consideraron condiciones de clima de Ensenada, B.C durante el día 15 de septiembre del 2019 para comparar el desempeño de ambos tubos absorbedores. Los resultados obtenidos indicaron que la temperatura media máxima alcanzada en el tubo C1 fue de 40.88°C y en el C2 fue de 76.80°C, ambas en régimen de flujo laminar. En ambos casos la caída de presión no fue significativa. Para fines de desalinización, se recomienda trabajar con un tubo absorbedor triangular en régimen de flujo laminar.
dc.descriptionThe numerical modeling of a solar parabolic trough concentrator using air as heat transfer fluid is presented in order to investigate the thermal and hydraulic performance of the absorber tube. The results will be used as a basis to propose a solar desalination system which works through the principle of humidification-dehumidification. The solar concentrator will also act as a humidifier. The heat transfer process was modeled in an absorber tube with circular geometry (C1) and another one with triangular geometry (C2). A methodology was defined to carry out the numerical modeling using a commercial software and it was validated with experimental results. To simulate the turbulence in the system, the κ-ϵ turbulence model was used. Also, the surface to surface (S2S) model was used to account for the existing surface radiative exchange. Boundary conditions considered the heat losses by convection and radiation to the environment, as well as a variable heat flux at the absorber surface. Finally, the climate conditions of Ensenada, B.C, on September 15, 2019, were used to compare the performance of both absorber tubes. The results obtained indicated that the maximum mean temperature reached in tube C1 was 40.88°C and in C2 it was 76.80°C, both in laminar flow regime. In both cases the pressure drop was not significant. For desalination purposes, it is recommended to work with a triangular absorber tube in laminar flow regime.
dc.formatapplication/pdf
dc.languagespa
dc.relationcitation:Delgado Chávez, J.C. 2021. Modelado de un concentrador solar parabólico con tubo receptor no circular y aire como fluido de trabajo. Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 96 pp.
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rightshttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0
dc.subjectinfo:eu-repo/classification/Autor/modelado numérico, humidificación-deshumidificación, concentrador de tiro parabólico, flux de calor solar
dc.subjectinfo:eu-repo/classification/Autor/numerical modeling, humidification-dehumidification, parabolic trough concentrator, solar heat flux
dc.subjectinfo:eu-repo/classification/cti/7
dc.subjectinfo:eu-repo/classification/cti/33
dc.subjectinfo:eu-repo/classification/cti/3325
dc.subjectinfo:eu-repo/classification/cti/220302
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dc.titleModelado de un concentrador solar parabólico con tubo receptor no circular y aire como fluido de trabajo
dc.titleModeling a parabolic solar concentrator with non-circular receiver tube and air as working fluid
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/masterThesis


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