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http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/21497| Título: | Desarrollo de un modelo acoplado de radiación y convección aplicado a un receptor volumétrico de un colector solar Fresnel |
| Autor: | Arias Mullo, Ronny Andrés Valverde Andrade, Stephanie Daniela |
| Palabras clave: | MECÁNICA RADIACIÓN TRANSFERENCIA RADIATIVA |
| Fecha de publicación: | 18-mar-2021 |
| Editorial: | Quito, 2021. |
| Citación: | Arias Mullo, R. A. & Valverde Andrade, S. D. (2021). Desarrollo de un modelo acoplado de radiación y convección aplicado a un receptor volumétrico de un colector solar Fresnel. 102 hojas. Quito : EPN. |
| Resumen: | In this study, a model that couples both a radiation and a convection model in a trapezoidal receiver of a linear Fresnel collector using nanofluids as an absorber was developed. The radiative model is a simplified model that came from the general radiative transfer equation. On the other hand, the convective model was developed based on the general energy equation. For both models, the pertinent conditions of the system analyzed in this study were considered. The coupling between both models was carried out through the radiative heat divergent at the general energy equation in the convective model. Subsequently, a code was developed using Python to solve the coupled model. The model developed was numerically validated by comparing the results with a previous published investigation. Published model’s considerations were replicated to compare the temperature profiles in different receptor positions, getting a 3,9% as a maximum average error. Finally, it was studied the influence of the volumetric fraction, mass flow, and incident collimated heat in the model. It was performed by a main study case and its respective variations. The maximum efficiency reached for the main study case was 96,0% considering: collimated heat flux of 10000 W/m2, mass flow of 2 kg/s and a volumetric fraction of 4,0E7. In that case, the nanofluid reached an average temperature of 316,7 K. |
| Descripción: | En el presente trabajo se desarrolló un modelo numérico que acopla un modelo de radiación con uno de convección para un receptor trapezoidal de un colector solar lineal Fresnel utilizando un nanofluido como absorbedor. El modelo radiativo es un modelo simplificado que se lo realizó a partir de la ecuación general de transferencia radiativa. Por otra parte, el modelo convectivo se lo desarrolló partiendo de la ecuación general de la energía. Ambos modelos fueron desarrollados considerando las condiciones pertinentes del sistema analizado en el presente estudio. El acople entre ambos modelos se realizó mediante el divergente del calor radiativo en la ecuación general de la energía en el modelo convectivo. Posteriormente, se desarrolló un código de programación utilizando Python con la finalidad de resolver el modelo acoplado. El modelo desarrollado fue validado numéricamente mediante la comparación de resultados con una investigación realizada previamente. Para esto, se replicaron las consideraciones de trabajo del modelo publicado y se compararon los perfiles de temperatura obtenidos en diferentes posiciones del receptor alcanzando un error promedio máximo de 3,9%. Por último, se estudió la influencia de la fracción volumétrica, flujo másico y flujo de calor colimatado incidente en el modelo, lo cual se realizó mediante el estudio de un caso base y sus respectivas variaciones. La eficiencia máxima obtenida para el caso de estudio principal fue de 96% con un flujo de calor colimatado incidente de 10000 W/m2, flujo másico de 2,0 kg/s y fracción volumétrica de 4,0E-7, alcanzando una temperatura media 316,7 K |
| URI: | http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/21497 |
| Tipo: | bachelorThesis |
| Aparece en las colecciones: | Tesis Mecánica (IM) |
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