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Título: Simulación de un intercambiador de calor para almacenamiento de energía térmica mediante el uso de materiales de cambio de fase: simulación de un intercambiador de calor para almacenamiento de energía térmica a baja temperatura.
Autor: Quinatoa Jami, Néstor Armando
Palabras clave: QUÍMICA
SIMULACIÓN CFD
PCM
TRANSFERENCIA DE ENERGÍA
SOPROPIL PALMITO
Fecha de publicación: mar-2023
Editorial: Quito : EPN, 2023.
Citación: Quinatoa Jami, N.A. (2023). Simulación de un intercambiador de calor para almacenamiento de energía térmica mediante el uso de materiales de cambio de fase: simulación de un intercambiador de calor para almacenamiento de energía térmica a baja temperatura. 47 páginas. Quito : EPN.
Resumen: Thermal energy storage is one of the methods used to get the most out of an energy source, with the aim of reducing energy costs and reducing the carbon footprint. The means to store thermal energy are latent heat and sensible heat, in the case of latent heat a phase change material known as PCM is required, these compounds absorb and release large amounts of energy during its phase change. One of the equipment used for energy storage and transfer are heat exchangers due to their versatility. Based on this context, this work aims to perform a CFD simulation of a shell and tube heat exchanger that uses isopropyl palmetto as PCM inside the pipes and air as heating and cooling fluid. For generate the simulation, in the first instance, a bibliographic review of the different commercial software that allows CFD simulations was carried out, later the ANSYS FLUENT program was chosen to carry out the geometry of the shell and tube heat exchanger based on the established dimensions. In the curricular integration work carried out by Ortiz in 2022, the simulation of the PCM loading and unloading process was executed in this software. The PCM loading and unloading times were established, which are: 7700 seconds and 22000 seconds, respectively, the fluid pressure drops within the equipment, the air outlet temperatures during the charging process were also obtained from the simulation. and discharge, which are: 291.5 K and 281.5 K, respectively, and the total energy transferred from the PCM to the air and vice versa was determined, these energies are equal to 44012.5 kJ and 24787.84 kJ, respectively.
Descripción: El almacenamiento de energía térmica es uno de los métodos utilizados para obtener el máximo rendimiento de una fuente de energía, con el objetivo de reducir los costos energéticos y reducir la huella de carbono. Los medios para almacenar energía térmica son: el calor latente y el calor sensible, para el caso del calor latente se requiere de un material de cambio de fase conocido como PCM por sus siglas en inglés, estos compuestos absorben y liberan grandes cantidades de energía durante su cambio de fase. Uno los equipos utilizados para el almacenamiento y transferencia de energía son los intercambiadores de calor por su versatilidad. En base a esté contexto este trabajo tiene como objetivo realizar una simulación CFD de un intercambiador de calor tubos y coraza que utiliza isopropil palmito como PCM en el interior de las tuberías y aire como fluido de calentamiento y enfriamiento. Para generar la simulación, en primera instancia, se realizó una revisión bibliográfica de los diferentes softwares comerciales que permiten realizar simulaciones CFD, posteriormente se eligió el programa ANSYS FLUENT para realizar la geometría del intercambiador de calor de tubos y coraza con base a las dimensiones establecidas en el trabajo de integración curricular realizado por Ortiz en 2022, en este software se ejecutó la simulación del proceso de carga y descarga del PCM. Se establecieron los tiempos de carga y descarga del PCM, los cuales son: 7700 segundos y 22000 segundos, respectivamente, también se obtuvo de la simulación la caída de presión del fluido dentro del equipo, las temperaturas de salida del aire durante el proceso de carga y descarga, las cuales son: 291,5 K y 281,5 K, respectivamente y se determinó la energía total transferida del PCM al aire y viceversa, estas energías son iguales a 44012,5 kJ y 24787,84 kJ, respectivamente.
URI: http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/23772
Tipo: bachelorThesis
Aparece en las colecciones:TIC - Química

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