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Desarrollo de un modelo óptico y térmico de un colector solar lineal Fresnel con receptor trapezoidal / Esteban Paúl Flores Calderón

By: Flores Calderón, Esteban Paúl.
Contributor(s): Ordóñez Malla, Freddy Geovanny [director].
Material type: Mixed materialsMixed materialsPublisher: Quito : EPN, 2019Description: 77 hojas : ilustraciones, 29 x 21 cm + CD-ROM 9946.Subject(s): Mecánica | Energía solar | Transferencia de calorOther classification: T-IM/ Online resources: Texto completo
Contents:
La Biblioteca General no dispone de esta tesis.
Dissertation note: FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Tesis (Ingeniero Mecánico). -- Escuela Politécnica Nacional. 2019 Summary: Resumen.- El presente trabajo tiene como objetivo el desarrollar una herramienta capaz de combinar los modelos óptico y térmico para un colector solar Fresnel con receptor trapezoidal. La codificación de los modelos fue elaborada usando el lenguaje de programación Python. El modelo óptico se desarrolló usando el software libre Solstice que funciona en base al método de Monte-Carlo Ray Tracing (MCRT). El modelo térmico está basado en el modelo simplificado de resistencias térmicas con algunas variantes y adicionales que permiten el acople entre ambos modelos y la reducción del tiempo de simulación. El modelo acoplado permite estudiar el comportamiento óptico y térmico del receptor de manera anual usando el algoritmo de integración de Monte-Carlo. Los códigos óptico y térmico desarrollados fueron validados comparándolos con investigaciones encontradas en la revisión bibliográfica. Finalmente, se probó la robustez del modelo acoplado desarrollado mediante un estudio paramétrico anual en donde se variaron varios aspectos de la geometría tanto del campo de reflectores primarios como de la cavidad trapezoidal, llegando a determinar que las pérdidas ópticas son el 95% de las pérdidas totales por lo que la parte óptica del LFC domina sobre la parte térmica al momento de realizar un estudio del comportamiento combinado del colector.Summary: Abstract.- The present work aims to develop a tool capable of combining the optical and thermal models of a Fresnel solar collector with trapezoidal receiver. The coding of the models was elaborated using the Python programming language. The optic model was developed using the free Solstice software that works based on the Monte-Carlo Ray Tracing (MCRT) method. The thermal model is based on the simplified model of thermal resistances with some variants and additional ones that allow the coupling between both models and the reduction of the simulation time. The coupled model allows to study the optical and thermal behavior of the receiver annually using the Monte-Carlo integration algorithm. The developed optical and thermal codes were validated by comparing them with research found in the literature review. Finally, the robustness of the coupled model developed was tested through an annual parametric study where several aspects of the geometry of the field of primary reflectors and the trapezoidal cavity were varied, determining that the optical losses are 95% of the total losses, so that the optical part of the LFC dominates the thermal part at the time of conducting a study of the combined behavior of the collector.
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Tesis Tesis BIBLIOTECA GENERAL
T-IM/2065/CD 9946 (Browse shelf) Ej. 1 Not For Loan BC19090020
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FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Tesis (Ingeniero Mecánico). -- Escuela Politécnica Nacional. 2019

Bibliografía: páginas 61 - 63.

La Biblioteca General no dispone de esta tesis.

Resumen.- El presente trabajo tiene como objetivo el desarrollar una herramienta capaz de combinar los modelos óptico y térmico para un colector solar Fresnel con receptor trapezoidal. La codificación de los modelos fue elaborada usando el lenguaje de programación Python. El modelo óptico se desarrolló usando el software libre Solstice que funciona en base al método de Monte-Carlo Ray Tracing (MCRT). El modelo térmico está basado en el modelo simplificado de resistencias térmicas con algunas variantes y adicionales que permiten el acople entre ambos modelos y la reducción del tiempo de simulación. El modelo acoplado permite estudiar el comportamiento óptico y térmico del receptor de manera anual usando el algoritmo de integración de Monte-Carlo. Los códigos óptico y térmico desarrollados fueron validados comparándolos con investigaciones encontradas en la revisión bibliográfica. Finalmente, se probó la robustez del modelo acoplado desarrollado mediante un estudio paramétrico anual en donde se variaron varios aspectos de la geometría tanto del campo de reflectores primarios como de la cavidad trapezoidal, llegando a determinar que las pérdidas ópticas son el 95% de las pérdidas totales por lo que la parte óptica del LFC domina sobre la parte térmica al momento de realizar un estudio del comportamiento combinado del colector.

Abstract.- The present work aims to develop a tool capable of combining the optical and thermal models of a Fresnel solar collector with trapezoidal receiver. The coding of the models was elaborated using the Python programming language. The optic model was developed using the free Solstice software that works based on the Monte-Carlo Ray Tracing (MCRT) method. The thermal model is based on the simplified model of thermal resistances with some variants and additional ones that allow the coupling between both models and the reduction of the simulation time. The coupled model allows to study the optical and thermal behavior of the receiver annually using the Monte-Carlo integration algorithm. The developed optical and thermal codes were validated by comparing them with research found in the literature review. Finally, the robustness of the coupled model developed was tested through an annual parametric study where several aspects of the geometry of the field of primary reflectors and the trapezoidal cavity were varied, determining that the optical losses are 95% of the total losses, so that the optical part of the LFC dominates the thermal part at the time of conducting a study of the combined behavior of the collector.

Esteban Paúl Flores Calderón cedido 0.20 1 Biblioteca General 2019/09/05 73277

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