| dc.description.abstract | RESUMEN: En este trabajo de tesis se desarrolla el diseño térmico y construcción de una hornilla de
convección térmica como propuesta alternativa al uso de hornillas convencionales en
medios rurales. Al cocinar alimentos una hornilla convencional de gas se usa
comúnmente con gas natural, propano, butano, gas de petróleo licuado o otro gas
flamable como fuente de combustible. Antes de usar gas, comúnmente las estufas de
cocina usaban combustibles sólidos como carbón o madera.
El objetivo de la presente investigación es el desarrollo de un sistema que transporta calor
usando el flujo de un fluido térmico, este fluido llega a una hornilla formada por dos
placas que encierran un arreglo geométrico, la configuraciones que se evalúan son un
arreglo en forma radial y otro en forma de espiral. Con este fin la pregunta de
investigación se enfoca en determinar que arreglo funciona mejor, y su solución debe
determinar el arreglo con mejor desempeño. En este contexto, se evalúa cada arreglo bajo
las mismas condiciones de operación enfocando evaluar los parámetros de distribución de
temperatura y flux de calor.
En el capítulo 1 se describen las hornillas convenciones y cocinas solares, también se
justifica el desarrollo de una hornilla de convección térmica basado en una hipótesis,
además los objetivos y metodología de análisis.
En el capítulo 2 está el marco teórico que muestra cómo se evalúa la distribución de calor
y flux de calor en las configuraciones o arreglos radial y espiral para la hornilla.
En el capítulo 3 se construye el modelo conceptual usando un software de diseño CAD y
el uso de simulación CFD. Se configura el fluido y aislante considerando las propiedades
propias de cada material. Cada configuración se evalúa a diferentes cantidades de flujo,
pero a la misma temperatura de fluido, de donde los resultados se comparan.
En el capítulo 4 es la descripción de la construcción de las hornillas usando material
comercial y como es que se empaquetaron las dos hornillas en una estructura que soporta
y transporta el tanque y tubería necesaria para conectar las hornillas.
En el capítulo 5 se hacen pruebas experimentales con las hornillas que se construyeron y
se miden temperaturas en la placa superior, además de considerar parámetros de
temperatura y flujo de los fluidos similares para cada hornilla.
En los capítulos 6 y 8, se realiza una discusión de las suposiciones y hallazgos, para
llegar a conclusiones y recomendaciones para concluir este estudio.
Teniendo esto en cuenta, se podrían llegar a realizar investigaciones adicionales para
identificar otros factores a tener en cuenta a la hora de seleccionar la mejor hornilla y esto
sería de gran utilidad para su evaluación.
ABSTRACT: In this thesis the thermal design and construction of a thermal convection burner is
developed as an alternative proposal to the use of conventional burners in rural
environments. When cooking food a conventional gas burner is commonly used with
natural gas, propane, butane, liquefied petroleum gas or other flammable gas as a fuel
source. Before using gas, kitchen stoves commonly used solid fuels such as coal or wood.
The objective of the present investigation is the development of a system that transports
heat using the flow of a thermal fluid, this fluid reaches a burner formed by two plates
that enclose a geometric arrangement, the configurations that are evaluated are an
arrangement in radial form and another in the form of a spiral. To this end, the research
question focuses on determining which arrangement works best, and its solution must
determine the best performing arrangement. In this context, each arrangement is
evaluated under the same operating conditions focusing on evaluating the parameters of
temperature distribution and heat flux.
Chapter 1 describes conventions stoves and solar cookers, the development of a thermal
convection burner based on a hypothesis is also justified, as well as the objectives and
analysis methodology.
In Chapter 2 is the theoretical framework that shows how heat distribution and heat flux
are evaluated in the configurations or radial and spiral arrangements for the burner.
In Chapter 3, the conceptual model is constructed using CAD design software and the use
of CFD simulation. The fluid and insulation are configured considering the properties of
each material. Each configuration is evaluated at different flow quantities, but at the same
fluid temperature, where the results are compared.
In Chapter 4 is the description of the construction of the burners using commercial
material and how the two burners were packaged in a structure that supports and
transports the tank and tubing necessary to connect the burners.
In Chapter 5 experimental tests are done with the burners that were built and
temperatures are measured in the upper plate, in addition to considering similar
temperature and flow parameters of the fluids for each burner.
In Chapters 6 and 8, a discussion of the assumptions and findings is made, to reach
conclusions and recommendations to conclude this study.
With this in mind, additional research could be carried out to identify other factors to be
taken into account when selecting the best burner and this would be very useful for its
evaluation. | |
