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Title: Construcción y modelación de un módulo didáctico de muro Trombe mediante CFD para fomentar los estudios de la calefacción solar pasiva
Authors: Torres Santos, Eduardo Rodrigo
Bucheli Naranjo, José Luis
Keywords: TRANSFERENCIA DE CALOR
TERMODINÁMICA
Issue Date: 21-Jul-2017
Publisher: Quito, 2017.
Citation: Torres Santos, E. R., & Bucheli Naranjo, J. L. (2017). Construcción y modelación de un módulo didáctico de muro Trombe mediante CFD para fomentar los estudios de la calefacción solar pasiva. 150 hojas. Quito : EPN.
Abstract: The project presents the analysis, modeling and design of a didactic module of passive solar heating. A thermodynamic model of a wall is developed. Classical wall Trombe based on the investigation of the transfer of heat by radiation, conduction and convection of its components and using the air as a fluid. We performed a unidimensional energy balance to determine the edge conditions that parameterize the mathematical model. The results of the CFD mathematical model show the floatability and thermocirculation effects of the fluid in addition to the non-slip effect of the fluid on the surfaces and the behavior of the physical variables (density, temperature and air velocity) of the fluid in the heat transference in a passive solar heating system. In addition, we designed and built a didactic module that allows visualizing the physical behavior of the system thanks to the temperature measurement in nine different sections. The module includes the modeling of the passive heating process in time intervals for day / night by means of and the recording of temperature with variable incident radiation. The data provided by the module allow the experimental verification of the dynamical dynamic behavior of the air inside.
Description: El proyecto presenta el análisis, modelación y diseño de un módulo didáctico de la calefacción solar pasiva. Se desarrolla un modelo termo fluidodinámico de un muro Trombe clásico en base a la investigación de la transferencia de calor por radiación, conducción y convección de sus componentes y utilizando al aire como fluido. Se realizó un balance energético unidimensional para determinar las condiciones de borde que parametrizan al modelo matemático. Los resultados del modelo matemático por CFD muestra el efecto de flotabilidad y termo circulación del fluido, además del efecto de no deslizamiento del fluido en las superficies y el comportamiento de las variables físicas (densidad, temperatura y velocidad del aire) del fluido en la transferencia de calor en un sistema de calefacción solar pasiva. Además, se diseñó y construyó un módulo didáctico que permite visualizar el comportamiento físico del sistema gracias a la medición de temperaturas en nueve diferentes secciones. El módulo incluye la modelación del proceso de calefacción pasiva en intervalos de tiempo para día/noche mediante y el registro de temperaturas con la radiación incidente variable. Los datos proporcionados por el módulo permiten verificar de manera experimental el comportamiento termo fluido dinámico del aire en su interior.
URI: http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/17509
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