bachelorThesis
Diseño y validación de un prototipo de micro bombeo de agua accionado con energía solar térmica.
Autor
Ortega Reyes, Cristian Vinicio
Institución
Resumen
In this research, a micro water pumping prototype powered by thermal solar energy and its corresponding mathematical core (MM) was built. Its results were validated by experimental tests.
The micro pumping system, object of this study, proposes the use of saturated water vapor obtained through the solar collector, as the working fluid, the very same which drives a pneumatic pump for pumping water from shallow wells.
Basically, the prototype is composed of a double angle stainless steel collector (based on cylindrical parabolic trough collectors and Parvati type solar cookers), a vacuum tube receiver, a cylindrical pressure chamber and a pneumatic pump.
Within the analysis and synthesis for the MM's development, it was necessary to characterize the proposed solar collector using the standard (ASAE-S580, 2003) thus obtaining the linear equation of conventional power versus differential temperature existing between the test mass (water) and the surrounding environment.
For the MM of the harnessing process of saturated water vapour as the working fluid for the pumping system, the thermodynamic principles governed by the study of the pure substance in a mixed state were used.
Finally, encouraging results were obtained in the experimental phase since the correct functioning of the prototype was observed and the relevance of MM raised.
Keywords: Pumping with thermal solar energy, pneumatic pumps, micro pump En el presente trabajo de investigación se realizó un prototipo de micro bombeo de agua accionado con energía solar térmica y su correspondiente modelo matemático (MM), cuyos resultados fueron validados mediante pruebas experimentales.
El sistema de micro bombeo, objeto de estudio, propone el uso de vapor saturado de agua obtenido a través del colector solar, como fluido de trabajo, el mismo que acciona una bomba neumática para la extracción de agua desde pozos someros.
Básicamente el prototipo está compuesto por un colector de acero inoxidable de doble ángulo (basado en colectores de tipo cilindro parabólico y cocinas solares tipo Parvati), un receptor de tubo al vacío, una cámara cilíndrica de presión y una bomba neumática.
Dentro del análisis y síntesis para el desarrollo del MM, en un principio fue necesario caracterizar el colector solar propuesto mediante la norma (ASAE-S580, 2003) obteniéndose de ello, la ecuación lineal de la potencia estándar frente al diferencial de temperatura existente entre la masa de prueba (agua) y el ambiente circundante.
Para el MM del proceso de aprovechamiento del vapor saturado de agua como accionamiento del sistema de bombeo, se utilizó los principios termodinámicos que rigen el estudio de la sustancia pura en estado de mezcla.
Finalmente, en la fase experimental se obtuvo resultados alentadores ya que, se pudo apreciar el correcto funcionamiento del prototipo y la pertinencia del MM planteado.
Palabras clave: Bombeo con energía solar térmica, bomba neumático, micro bombeo.
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