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Modelación y simulación del comportamiento térmico de un receptor de media temperatura tipo Fresnel de geometría trapezoidal / Daniela Carolina Jaramillo Cobos

By: Jaramillo Cobos, Daniela Carolina.
Contributor(s): Ordóñez Malla, Freddy [director].
Material type: Computer fileComputer fileQuito : EPN, 2017Description: 74 hojas : ilustraciones, 29 x 21 cm + CD-ROM 7765.Subject(s): Transferencia de calor | Energías alternativasOther classification: T-IM/ Online resources: Texto completo
Contents:
La Biblioteca General dispone de esta tesis en formato físico y digital 06/06/2019.
Dissertation note: FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA 2017 Tesis (Ingeniero Mecánico). -- Escuela Politécnica Nacional. Summary: Resumen .- El presente trabajo plantea el desarrollo de un modelo simplificado, programado en lenguaje Matlab, que describe el comportamiento térmico de un receptor perteneciente a un sistema de concentración solar lineal de media temperatura tipo Fresnel, de geometría trapezoidal, que utiliza como superficie absorbedora una placa plana y un conjunto de tuberías para el transporte del fluido de alta temperatura (HTF por sus siglas en inglés). Dicho receptor puede ser aplicado para sustituir equipos tradicionales de generación de calor en la industria alimenticia. El modelo simplificado desarrollado por resistencias térmicas equivalentes se validó mediante comparación de resultados con un modelo numérico simulado en FLUENT (ANSYS). Finalmente, una vez validado el modelo programado en Matlab, se efectuaron estudios paramétricos referentes a la configuración geométrica del receptor, flujo másico del HTF y calor disponible en la superficie absorbedora. Los resultados obtenidos mostraron que aproximadamente el 1.5% del calor que ingresa al receptor se pierde por efectos de radiación y convección, sin embargo, las pérdidas de calor mayoritarias se deben a efectos de radiación en la superficie absorbedora. En base a todas las condiciones tomadas se dedujo que se requieren al menos 34 metros de receptor, para obtener un salto térmico de 45 °C en el HTF, distancia a partir de la cual el fluido inicia un proceso de evaporación. Los estudios paramétricos efectuados mostraron que el parámetro de mayor influencia en el comportamiento térmico de estos receptores solares es el flujo másico de ingreso del HTF a las tuberías de transporte, debido a que el calor transferido al fluido sigue curvas exponenciales.Summary: Abstract .- The present work proposes the development of a simplified model, programmed in Matlab language, that describes the thermal behavior of a Fresnel system receiver, of trapezoidal geometry, that uses as the absorber surface as a flat plate and a set of transport heat transfer fluid (HTF) pipelines. This receiver can be applied to replace traditional generating heat equipment in the food industry. The simplified model has been validated by comparing results with a numerical model developed in FLUENT (ANSYS). Finally, parametric studies were done regarding the geometric configuration of the receiver, the mass flow of the HTF and available heat in the absorbing surface. The results showed that 1.5% of the heat, in the receiver, loses due to radiation and convection effects, however, the majority heat losses are due to radiation effects on the absorber surface. Based on all the conditions that were taken, it was deduced that less than 34 meters of Fresnel receiver to obtain a thermal jump of 45 °C in the HTF, distance from which the fluid begins an evaporation process. The parametric studies showed that the parameter of major influence in the thermal behavior of these solar receivers is the mass flow rate of HTF into the transport pipelines, due to the heat transfer has exponential behavior
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Tesis Tesis BIBLIOTECA GENERAL
T-IM/1883/CD 7765 (Browse shelf) Ej. 1 Available 033259
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FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA 2017 Tesis (Ingeniero Mecánico). -- Escuela Politécnica Nacional.

Bibliografía: páginas 68 - 71.

La Biblioteca General dispone de esta tesis en formato físico y digital 06/06/2019.

Resumen .- El presente trabajo plantea el desarrollo de un modelo simplificado, programado en lenguaje Matlab, que describe el comportamiento térmico de un receptor perteneciente a un sistema de concentración solar lineal de media temperatura tipo Fresnel, de geometría trapezoidal, que utiliza como superficie absorbedora una placa plana y un conjunto de tuberías para el transporte del fluido de alta temperatura (HTF por sus siglas en inglés). Dicho receptor puede ser aplicado para sustituir equipos tradicionales de generación de calor en la industria alimenticia. El modelo simplificado desarrollado por resistencias térmicas equivalentes se validó mediante comparación de resultados con un modelo numérico simulado en FLUENT (ANSYS). Finalmente, una vez validado el modelo programado en Matlab, se efectuaron estudios paramétricos referentes a la configuración geométrica del receptor, flujo másico del HTF y calor disponible en la superficie absorbedora. Los resultados obtenidos mostraron que aproximadamente el 1.5% del calor que ingresa al receptor se pierde por efectos de radiación y convección, sin embargo, las pérdidas de calor mayoritarias se deben a efectos de radiación en la superficie absorbedora. En base a todas las condiciones tomadas se dedujo que se requieren al menos 34 metros de receptor, para obtener un salto térmico de 45 °C en el HTF, distancia a partir de la cual el fluido inicia un proceso de evaporación. Los estudios paramétricos efectuados mostraron que el parámetro de mayor influencia en el comportamiento térmico de estos receptores solares es el flujo másico de ingreso del HTF a las tuberías de transporte, debido a que el calor transferido al fluido sigue curvas exponenciales.

Abstract .- The present work proposes the development of a simplified model, programmed in Matlab language, that describes the thermal behavior of a Fresnel system receiver, of trapezoidal geometry, that uses as the absorber surface as a flat plate and a set of transport heat transfer fluid (HTF) pipelines. This receiver can be applied to replace traditional generating heat equipment in the food industry. The simplified model has been validated by comparing results with a numerical model developed in FLUENT (ANSYS). Finally, parametric studies were done regarding the geometric configuration of the receiver, the mass flow of the HTF and available heat in the absorbing surface. The results showed that 1.5% of the heat, in the receiver, loses due to radiation and convection effects, however, the majority heat losses are due to radiation effects on the absorber surface. Based on all the conditions that were taken, it was deduced that less than 34 meters of Fresnel receiver to obtain a thermal jump of 45 °C in the HTF, distance from which the fluid begins an evaporation process. The parametric studies showed that the parameter of major influence in the thermal behavior of these solar receivers is the mass flow rate of HTF into the transport pipelines, due to the heat transfer has exponential behavior

Daniela Carolina Jaramillo Cobos Cedido 2017/05/02 45719 $ 0.20 1 Biblioteca General

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