Universidad Tecnológica de Querétaro

Universidad
Tecnológica
de Querétaro
Firmado digitalmente por
Universidad Tecnológica de
Querétaro
Nombre de reconocimiento (DN):
cn=Universidad Tecnológica de
Querétaro, o=UTEQ, ou=UTEQ,
email=admin@uteq.edu.mx, c=MX
Fecha: 2014.09.12 18:12:43 -05'00'
UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DE QUERETARO
Nombre del proyecto:
“HORNILLA SOLAR”
Empresa:
“CICATA-IPN. CENTRO DE INVESTICACION CIENTIFICA Y
TECNOLOGICA”
Memoria como parte de los requisitos para obtener el título de:
TECNICO SUPERIOR UNIVERSITARIO EN ENERGÍAS RENOVABLES AREA
ENERGÍA SOLAR
Presenta:
Sánchez Reséndiz Karla Fernanda
Asesor de la UTEQ
Asesor de la Organización
M en I. Clara Cardona Martínez
Dr. Raúl Alejandro Avalos Zúñiga
Santiago de Querétaro, Qro. Septiembre del 2014
UTEQ
Resumen
La siguiente información se refiere a la generación de energía térmica, la cual
va a ser aprovechada para la elaboración de alimentos, esta energía se
encuentra enfocada al aprovechamiento de la energía solar y al mejoramiento
de la calidad de vida de las personas de bajos recursos. Para la elaboración de
este proyecto cabe mencionar que en él se puede observar el aprovechamiento
de la transferencia de calor en sus tres maneras radiación, convección y
conducción. Dicha energía se obtendrá de un concentrador parabólico el cual
su función es captar los rayos solares para el calentamiento del aceite térmico y
de esta manera hacerlo fluir por todo el sistema el cual conlleve a una parrilla
donde se elaboraran los alimentos.
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UTEQ
Description
The place where I’m doing my internship is a big, light brown building. I am in
the second floor in a laboratory in which there are three drying machines for
food, a machine with nickel vacuum packed, a fan, a tools cupboard, a desk,
and a computer where I do my work. My boss is medium height, a bit chubby, he
has black, straight, short hair. He has black eyes. He has a dark complexion.
He is a very wise man, patient, smiling, and friendly. He is a very nice person.
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UTEQ
Dedicatorias
Dedico este trabajo principalmente a mis padres por el apoyo incondicional que
me otorgaron en el transcurso de mi formación profesional, su cariño y
comprensión aún en los momentos más difíciles, a mis hermanos por el apoyo
que me brindaron, por siempre estar presentes en mí desarrollo profesional.
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UTEQ
Agradecimientos
En agradecimiento principalmente a mi familia por el apoyo que siempre me han
otorgado y por tener fe en mí, al Dr. Raúl Zúñiga por su paciencia y
asesoramiento en el transcurso de mi estadía, a la Dr. Clara Cardona por su
participación en este proyecto su asesoramiento en la descripción del presente
trabajo.
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UTEQ
ÍNDICE
RESUMEN ............................................................................................................. 2
DESCRIPTION ........................................................................................................ 3
DEDICATORIAS ...................................................................................................... 4
AGRADECIMIENTOS ................................................................................................ 5
I INTRODUCCIÓN .............................................................................................. 7
II ANTECEDENTES ............................................................................................ 8
III JUSTIFICACION ........................................................................................... 12
IV OBJETIVOS .................................................................................................. 13
IV.I OBJETIVOS ESPECIFICOS ....................................................................... 13
V ALCANCE ...................................................................................................... 14
VI ANALISIS DE RIESGOS. .............................................................................. 15
VII FUNDAMENTACIÓN TÉORICA .................................................................. 16
VII.I ¿QUÉ ES LA TRANSFERENCIA DE CALOR? .......................................... 16
VII.II RADIACIÓN SOLAR ................................................................................. 19
VII.III GEOMETRIA SOLAR............................................................................... 20
VII.IV COLECTORES SOLARES. ..................................................................... 24
VII.V ACEITES TERMICOS............................................................................... 31
VII.VI ¿QUE ES UNA BOMBA? ......................................................................... 33
VII.VII AISLANTE TÉRMICO. ............................................................................ 37
VIII PLAN DE ACTIVIDADES ............................................................................ 39
IX.RECURSOS MATERIALES Y HUMANOS. ................................................... 40
X DESARROLLO DEL PROYECTO. ................................................................. 41
X.I DISEÑO ......................................................................................................... 41
X.II COLECTOR SOLAR ......................................................................................... 43
X.IIIDETERMINACION DEL ACEITE TÉRMICO. ........................................................... 44
X.IV AISLANTE TÉRMICO: ..................................................................................... 44
X.VBOMBA.......................................................................................................... 47
X.VI DISEÑO TERMINADO ..................................................................................... 47
XI RESULTADOS OBTENIDOS ........................................................................ 49
XII CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES............................................... 50
BIBLIOGRAFIA
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UTEQ
I INTRODUCCIÓN
El desarrollo de contaminación que vivimos de hoy en día ha llevado a la
realización de nuevas tecnologías como lo es las estufas solares ya que mucha
gente no cuenta con las instalaciones necesarias para la realización de dichos
alimentos es por ello que el uso y la elaboración de estas tecnologías se ven
necesarias cada vez más en la vida cotidiana para la obtención de los
alimentos. Es por ello que es necesario investigar y trabajar en la elaboración
de estas estufas las cuales satisfagan las necesidades de las personas
minimizando costos y siendo más accesibles en su vida cotidiana.
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UTEQ
II ANTECEDENTES
El departamento de ingenierías de la universidad Iberoamericana desarrollo una
cocina solar llamada COCINA SOLAR CON FLUIDO TÉRMICO EN
TÉRMOSIFON que aplican a la generación de energía térmica y conducirla
hacia el interior de la casa. El aceite térmico se calienta por medio de un
calentador solar que puede ser plano o parabólico de concentración,
dependiendo de la temperatura de operación que se pretenda alcanzar. Por
termosifón el cuándo se requiera hacia un disipador (parrilla) en serpentín,
colocado en el interior de la cocina, sobre el cual se colocan los recipientes que
contienen los alimentos aceite se almacena dentro de un tanque térmico para
de ahí llevarlo a cocinar como se puede mostrar en la figura 1. (Finck &
Sánchez, 2012)
Fig.1 Esquema de una cocina solar por termosifón
El Centro de Energías Renovables de la Universidad de Ingeniería (CER-UNI)
desarrolló una COCINAS SOLARES CON COLECTOR CPC (captadores
cilindro parabólico compuestos)-TUBO DE CALOR en la cual el diseño de las
cocinas se utilizó 2 tecnologías que en sus categorías tienen las mayores
eficiencias de funcionamiento.
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UTEQ
El primero de ellos el colector CPC, que tiene la máxima concentración ideal,
utilizado para captar la energía solar. El segundo denominado tubo de calor
(Heat Pipe), utilizado para transportar la energía captada en el colector CPC
hacia la ollade cocción o un almacenamiento de energía.
Se diseñaron dos tipos de parrillas la primera con el almacenamiento de la
energía térmica como se observa en la figura 2 y la hornilla de entrega directa
de energía térmica como se muestra en la figura 3.(Maldonado, Collares, &
Mendes, 2001)
Fig. 2. Hornilla con almacenamiento
Fig. 3 Hornilla directa
Fig. 4 Estufa solar
Otra aplicación es un Cambiador de Calor de Carcasa y Tubos el cual esta
formado por un haz de tubos por los cuales pasa uno de los fluidos. Una
cubierta o envolvente al conjunto de tubos constituye tambien el espacio por el
cual transita el otro fluido. Con este arreglo se consigue mayor area de
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UTEQ
transferencia de calor por unidad de volumen total. El flujo relativo de las
corrientes en estos intercambiadores de calor es mixto, con componentes en
paralelo y a contracorriente como se muestrata en la figura 5.(Dónde, 2005)
Fig. 5 Intercambiedor de calor de tubos y carcasa.
En la Universidad Nacional del Callao en la Facultad de Ingenieria Química
trabajaron
el
los
intercambiadrores
de
calor
de
placas.Un intercambiador de calor de placas, ICP, es un aparato que trans
fiere energía térmica de un fluido a otro, ambos circulando en círculos cerrad
os independientes, habiendo o no cambios de fase y sin que exista mezcla de fl
uidos. Los ICP incluidos en esta ITC (intercambiadores de calor) estan
constituidos por un conjunto de placas estampadas y corrugadas montadas en
un bastidor comun. Otros diseños intercalan placas intermedias de conexión
para disponer, en un mismo ICP. De diferentes secciones. La estanqueidad y
distribucion de los fluidos que circulan por ambos circuitos del ICP se obtiene
por: Una junta de material adecuado que se situa en el perimetro de la placa de
transferencia de calor y alrededor de los taladros entrada y salida del fluido
como se observa en la figura 6.(Zavaleta, 2007)
10
UTEQ
Fig. 6 Intercambiador de calor de placas
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UTEQ
III JUSTIFICACION
El desarrollo de energías renovables contribuye a la disminución de la
contaminación mediante la aplicación de tecnología que evite el uso de
combustibles fósiles y así de esta manera conservar el medio ambiente libre de
contaminantes. Es importante, el impulso de cocinas solares, ya que el uso de
estos sistemas implica la disminución de gases de efecto invernadero en la
atmosfera logrando que no se efectúe la quema de combustibles fósiles por la
elaboración de alimentos al igual favoreciendo la disminución de costos en la
elaboración de alimentos. Se busca construir un prototipo que genere energía
térmica a través de un concentrador solar que permita calentar el fluido por
medio de un punto focal que esté ubicado en el tubo termosifón y que eleve la
temperatura de un aceite térmico, el cual será transportado hacia la hornilla
para la preparación de alimentos.
12
UTEQ
IV OBJETIVOS
Diseñar una hornilla solar con un concentrador solar parabólico para la
realización de alimentos sin la utilización de combustibles fósiles.
IV.I OBJETIVOS ESPECIFICOS
Diseñar la hornilla solar
Obtener el punto focal del concentrador
Determinar el aceite térmico con las características adecuadas
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UTEQ
V ALCANCE
Diseñar un prototipo de hornilla solar donde el sistemaadquirirá la radiación por
medio de un concentrador solary punto focal obtenidos, así como la instalación
de una bomba de agua la cual haga circular el fluido térmico por el sistema.
Las etapas del proyecto serán:
Etapa 1.
Se realizara la investigación necesaria para la elaboración de dicha hornilla.
Etapa 2.
En esta etapa se ejecutaran las ecuaciones para obtener el punto focal.
Etapa 3.
Adquirir las propiedades adecuadas para el aceite térmico.
Etapa 4
Entrega del diseño completo de la Hornilla.
14
UTEQ
VI ANALISIS DE RIESGOS.
Las limitaciones que sobrelleva este proyecto es la falta de tiempor debido a
que es necesario varias pruebas y dedicacion de mas tiempo para la
elaboracion de dicho sistema. Otra limitacion de este proyecto es el
presuspuesto ya que no se cuentan con los recursos necesarios para la
elaboracion de este proyecto.
15
UTEQ
VII FUNDAMENTACIÓN TÉORICA
VII.I ¿QUÉ ES LA TRANSFERENCIA DE CALOR?
La transferencia de calor (o calor) es la energía en tránsito debido a una
diferencia de temperaturas.Siempre que exista una diferencia de temperaturas
en un cuerpo o entre cuerpos, debe ocurrir una transferencia de calor. Existen
diferentes tipos de procesos de transferencia de calor como modos. Cuando
existe un gradiente de temperatura en un medio estacionario que puede ser un
sólido o un fluido utilizamos el término conducción para referimos a la
transferencia de calor que se producirá a través del medio. En cambio, el
término convección se refiere a la transferencia de calor que ocurrirá entre una
superficie y un fluido en movimiento cuando están a diferentes temperaturas. El
tercer modo de transferencia de calor se denomina radiación térmica. Todas las
superficies con temperatura finita emiten energía en forma de ondas
electromagnéticas. Por tanto, en ausencia de un medio, existe una transferencia
neta de calor por radiación entre dos superficies a diferentes temperaturas.
Conducción.
Se denomina conducción del calor a su transferencia desde un extremo a otro
del mismo cuerpo o de un cuerpo o sustancia hacia otro.
El mecanismo físico de conducción se explica más fácilmente considerando un
gas y usando ideas que le sean familiares, propias de su experiencia en
termodinámica. Piense en un gas en el que existe un gradiente de temperatura
y suponga que no hay movimiento global. El gas puede ocupar el espacio entre
dos superficies que se mantienen a diferentes temperaturas, como se muestra
en la figura.7 Asociamos la temperatura en cualquier punto con la energía de
las moléculas del gas en la proximidad del punto. Esta energía está relacionada
con el movimiento traslacional aleatorio, así como con los movimientos internos
de rotación y vibración de las moléculas.
Las temperaturas más altas se asocian con las energías moleculares más altas
y, cuando las moléculas vecinas chocan, como lo hacen constantemente, debe
ocurrir una transferencia de energía de las moléculas más energéticas a las
menos energéticas. En presencia de un gradiente de temperatura, la
transferencia de energía por conducción debe ocurrir entonces en la dirección
de la temperatura decreciente. Esta transferencia es evidente en la figura.7 Las
moléculas, procedentes de arriba y de abajo, cruzan constantemente el plano
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UTEQ
hipotético en x gracias a su movimiento aleatorio. Sin embargo, las moléculas
de arriba están asociadas con una temperatura mayor que la que tienen las de
abajo, en cuyo caso debe haber una transferencia neta de energía en la
dirección positiva de x. Se habla de la transferencia neta de energía debida al
movimiento molecular aleatorio como una difusión de energía.
Fig. 7 Asociación de la transferencia de calor por conducción con la difusion de
energia debida la actividad molecular.
Convección.
El modo de transferencia de calor por convección se compone de dos mecanismos. Además de la transferencia de energía debida al movimiento molecular
aleatorio (difusión), la energía también se transfiere mediante el movimiento
global, o macroscópico del fluido. El movimiento del fluido se asocia con el
hecho de que, en cualquier instante, grandes números de moléculas se mueven
de forma colectiva o como agregados. Tal movimiento, en presencia de un
gradiente de temperatura, contribuye a la transferencia de calor. Como las
moléculas en el agregado mantienen su movimiento aleatorio, la transferencia
total de calor se debe entonces a una superposición de transporte de energía
por el movimiento aleatorio de las moléculas y por el movimiento global del
fluido. Se acostumbra utilizar el término convección cuando se hace referencia
a este transporte acumulado y el término advección cuando se habla del
transporte debido al movimiento volumétrico del fluido.
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UTEQ
La transferencia de calor por convección se clasifica de acuerdo con la
naturaleza del flujo. Hablamos de convección forzada cuando el flujo es
causado por medios externos, como un ventilador, una bomba o vientos
atmosféricos. Como ejemplo, considérese el uso de un ventilador para
proporcionar enfriamiento por aire mediante convección forzada de los
componentes eléctricos calientes sobre un arreglo de tarjetas de circuitos
impresos (figura 8). En cambio, en la convecciónlibre (o natural) el flujo es
inducido por fuerzas de empuje que surgen a partir de diferencias de densidad
ocasionadas por variaciones de temperatura en el fluido. Un ejemplo es la
transferencia de calor por convección libre, que ocurre a partir de componentes
calientes sobre un arreglo vertical de tarjetas de circuitos en aire inmóvil (figura
9).
Fig.8 Convección forzada
Fig.9 Convección natural
Radiación.
La radiación térmica es la energía emitida por la materia que se encuentra a
una temperatura finita. Sin importar la forma de la materia, la radiación se
puede atribuir a cambios en las configuraciones electrónicas de los átomos o
moléculas constitutivos. La energía del campo de radiación es transportada por
ondas electromagnéticas (o alternativamente, fotones). Mientras la transferencia
de energía por conducción o por convección requiere la presencia de unmedio
material, la radiación no lo precisa. De hecho, la transferencia de radiación
ocurre de manera más eficiente en el vacío. Considere los procesos de
transferencia de radiación para la superficie. La radiación que la superficie
emite se origina a partir de la energía térmica de la materia limitada por la
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UTEQ
superficie, y la velocidad a la que libera energía por unidad de área (W/m 2) se
denomina la potencia emisiva superficial E.
La radiación también puede incidir sobre una superficie desde sus alrededo-res.
La radiación se origina desde una fuente especial, como el sol, o de otras
superficies a las que se expone la superficie de interés. Sin tener en cuenta la
fuente, designarnos la velocidad a la que toda esa radiación incide sobre un
área unitaria de la superficie como la irradiación G (figura 10)
Las superficies de la figura 11 también pueden transferir simultáneamente calor
por convección a un gas contiguo. Para las condiciones de la figura11 la
velocidad total de transferencia de calor desde la superficie.(Incropera & Dewitt,
1999)
Fig. 10 Radiacion en la superficie
Fig. 11 Radiacion entre superficie
y sus alrededores
VII.II RADIACIÓN SOLAR
La energía del Sol llega a la Tierra en forma de ondas electromagnéticas que se
propagan en todas direcciones. Las ondas electromagnéticas se caracterizan
por la frecuencia [f] con que la onda se repite completamente por unidad de
tiempo. La frecuencia se mide en hercios y cuanto mayor sea ésta o mayor sea
el número de oscilaciones, mayor es la cantidad de energía transportada por la
onda.
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UTEQ
La longitud de onda λ es el cociente entre la velocidad de la luz (c= 3 × 108m/s)
y la frecuencia. De este modo, cuanto más pequeña sea la longitud de onda
más grande será la frecuencia y más energía transportará.
La constante solar es la intensidad del flujo de radiación solar que incide sobre
una unidad de superficie en un plano tangente a la esfera imaginaria formada
por la capa externa de la atmósfera.
El valor de la constante solar es de 1.367 W/m2. No es un valor fijo ya que sufre
ligeras variaciones a lo largo del año (aproximadamente ± 7 W/m2) debido a que
la órbita terrestre no es circular sino elíptica.
Radiación directa: es la que recibe directamente del sol sin sufrir ninguna
dispersión atmosferica. La radiacion extraterrestre es por la radición directa.
Radiación difusa: se conoce como radiacion difusa a la que se recibe del sol
despues de haber sido desviada por la dispersión en la atmosfera: es la que se
recibe a través de las nubes, asi como la que proviene del cielo azul, de no
haber radiacion difusa el cielo se veria negro, aun en el día, como sucede por
ejemplo en la luna.
Radiación terrestre: es la que proviene de objetos terrestres por ejemplo la
que se refleja de una parede balanca, un lago, etc.
Radiación total: es la suma de la radiacion directa, difusa y terrestre que
reciben sobre una superficie horizontal. Y la radiacion total que incide sobre una
superficie horizontal, es la llamada radiacion global que es igual a suma de la
difusa y la directa.(Romero, 2009)
VII.III GEOMETRIA SOLAR
La tierra se divide en paralelos de latitud como se observa en la figura 12. En el
hemisferio norte se consideraria la latitud positiva y varia entre 0◦ y 90◦, en el
hemisferio sur se consideranegativa y varia entre 0◦ y -90◦. El paralelo de 0◦se
le llama ecuador terrestre. El simbolo que se utilizaria para la latitud seria φ.
La tierra tambiien se divide en meridianos de longitud como se observa en la
figura 11. Se usa como meridiano 0◦ el que pasa por Greenwich, Inglaterra.
Hacia el este y el oeste los meridianos aumentan de 0◦ a 180◦.
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UTEQ
Fig. 12 Paralelos y meridianos
La tierra da una vuelta sobre su eje cada 24 horas y completa una elipse
alrededor delsol cada 365.25 días, aproximadamente. La excentricidad de la
órbita de la tierra es muy pequeña (0.01673). La distancia más corta entre la
tierra y el sol es el perihelio y la mayor el afelio. La distancia media sol-tierra, r0,
es una unidad astronómica (UA), y vale1.496×108 Km.
La rotación de la tierra alrededor de su eje causa los cambios en la distribución
de la radiación a lo largo del día, y la posición de este eje respecto al sol causa
los cambios estacionales figura 13.
En la trayectoria de la tierra alrededor del sol hay que destacar los siguientes
días:
• Solsticio de verano: máxima duración del día
• Solsticio de invierno: mínima duración del día
• Equinoccios de primavera y otoño: igual duracion del dia y la noche
Fig. 13 Movimiento de la tierra alrededor del sol
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UTEQ
Tiempo Solar: En el cálculo que se realiza para obtener el ángulo ω se ocupa
el tiempo solar, para el cual el medio día ocurre cuando el sol cruza el
meridiano local. Sin embargo esta medida no coincide necesariamente con el
tiempo local del observador. Por lo anterior es necesario efectuar tres
correcciones: primero, existe una corrección por la diferencia en longitud entre
el meridiano local del observador y el meridiano sobre el cual está basada la
hora local; para esto se debe saber que el sol toma 4 minutos en recorrer 1◦ de
longitud. Segundo, en nuestro país se efectúa un cambio de hora en verano
para obtener un mejor aprovechamiento de la luz solar y por lo tanto un ahorro
de energía. Tercero, es necesario considerar que aunque la tierra gira
exactamente sobre su eje una vuelta en 24 horas, sufre varias perturbaciones
en su recorrido a través del sol.
Tiempo solar –Tiempo civil= 4(Lst-Lloc+E)…………Ec. 1
E=229.2(0.000075+0.001868cosB-0.032077senB-0.01461cos2B0.0408sen2B……Ec.2
……Ec.3
Tabla: 1 Meridianos de referencia de la Republica
Donde:
Lst = valor de meridiano de referencia (tabla 1)
n= dia juliano
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UTEQ
Lloc= hora local
Ángulo de la altitud del sol (α): es el ángulo horizontal y la línea del sol.
Sen(α)=cos (ᶲ)=sin (L) sen(ᶲ)+cos(L)cos(ᶲ)sos(h)…..Ec.4
Ángulo zenital (ᶲ): es el ángulo entre la vertical y la línea del, sol, es decir, el
complemento de la altura solar.
Ángulo azimutal (z): es el ángulo entre la línea del sol y el sur geografico.
……Ec.5
Ángulo horario(h):es el desplazamiento ángular del sol desde el este al oeste
del meridiano local propio de la rotacion de la tierra en este eje a 15° por hora.
En la mañana es negativo y en la tarde positivo(Quinteros, 2008).
h= 0.25 (numero de minutos apartir del medio dia solar)
Ángulo azimutar en la superficie (z)= es la desviacion de la proyeccion en un
plano horizontal de la normal de la superficie desde el meridianolocal. Con cero
en el sur, negativa en el este y positiva en el oeste – 180°
≤180°.
El plano de giro de la tierra alrededor del sol se llama plano de la eclíptica. La
tierra gira alrededor de su eje polar, que está inclinado aproximadamente 23.5°
respecto a la perpendicular al plano de la eclíptica. Este ángulo permanece
constante a lo largo del año; sin embargo el ángulo formado por una línea que
una los centros de la tierra y el sol y el plano ecuatorial varía cada día. Este
ángulo se conoce como declinación solar,
. La declinación es cero en los
equinoccios y varía entre +23.5° y -23.5°. Es mayor que cero en verano para el
hemisferio Norte figura 14(Garcia, 1983).
23
UTEQ
Fig. 14 Declinacion solar
23 . 45 sin
360
284
365
n
…….Ec.6
VII.IV COLECTORES SOLARES.
Colector solar plano
La energía solar térmica de baja temperatura consiste en el aprovechamiento
de la radiación proveniente del sol para el calentamiento de un fluido a
temperaturas normalmente inferiores a 80°C. Esto se lleva a cabo con los
llamados calentadores solares que se aprovechan de las cualidades de
absorción de la radiación y transmisión de calor de algunos materiales, y del
efecto invernadero que se produce cuando otro material (por ejemplo el vidrio)
es transparente a la radiación de onda corta del sol y opaco a la radiación de
onda larga que emiten los cuerpos que están calientes.
24
UTEQ
Su principal aplicación es en el calentamiento de agua para baño y albercas,
aunque también se utiliza para secar productos agropecuarios mediante el
calentamiento de aire y para destilar agua en comunidades rurales
principalmente. El colector solar plano su principal aplicación es en el
calentamiento de agua para baño y albercas, aunque también se utiliza para
secar productos agropecuarios mediante el calentamiento de aire y para destilar
agua en comunidades rurales principalmente. Figura 15.
Fig. 15 Colector solar plano
Está constituido básicamente por:
Marco de aluminio anodizado.
Cubierta de vidrio templado, bajo contenido en hierro.
Placa absorbedora. Enrejado con aletas de cobre.
Cabezales de alimentación y descarga de agua.
Aislante, usualmente Poliestireno, o unicel.
Caja del colector, galvanizada.
Colector solar de tubos evacuados.
Los colectores de tubos de vacío pueden alcanzar temperaturas desde los 77
hasta los 177 grados centígrados, es por eso que son usados para propósitos
industriales como calefacción pero también pueden ser útiles para sistemas
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UTEQ
domésticos. Estos dispositivos están compuestos por tubos parecidos a los
tubos fluorescentes que son utilizados como focos, estos conductores se
montan en una estructura de peine; los tubos de los colectores contienen un
absorbedor, que influye en que no se produzca una pérdida de calor.
De esta clase de colectores se pueden encontrar de flujo directo y con tubo de
calor o Heat pipe el primero funciona como los captadores planos, el agua
circula por los tubos mientras se calienta; el segundo sistema consiste en que el
fluido que pasa por los tubos de vacío se evapora, funcionando como calor
portador Fig.16.
Fig.16 Tubos evacuados
Canalparabólico
Un colector solar cilíndrico parabólico (CCP) está compuesto por un canal cuyo
perfil tiene forma de parábola. Esta geometría permite que la radiación solar
que incide paralela al eje focal de la parábola se concentre en el foco de la
misma. El foco de la parábola se extiende como una línea focal a lo largo de
todo el canal. Sobre esta línea se coloca un tubo receptor que contiene un fluido
térmico (generalmente aceite) que Se calienta cuando el tubo absorbe la
radiación solar como se muestra en la Fig.17.
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UTEQ
Fig. 17 Concentrador de canal parabólico
Estos sistemas suelen trabajar por encima de los 100°C, y pueden acoplarse a
un ciclo Rankine de agua vapor para producir electricidad. El sistema en su
conjunto tiene 3 componentes: el sistema de concentración, el generador de
vapor, y el sistema de potencia. Actualmente, el mayor complejo comercial que
opera en el mundo se encuentra en el desierto de Mohave en Kramer Junction
(California, USA). Y está constituido por 8 plantas CCP, con una capacidad
instalada de 340 MWe.
Concentrador solar tipo Fresnel
Otra opción, a las plantas CCP, son los concentradores de Fresnel, que
representan una aproximación de un canal parabólico. Este tipo de
concentradores pueden considerarse como un particionamiento de un perfil
parabólico y los segmentos son colocados en una superficie plana.
La idea es lograr mantener fija la zona focal del concentrador y, a cambio de
ello, los delgados segmentos del concentrador redireccionan la radiación solar a
la zona focal del sistema como se muestra en la Fig.18. Entre las ventajas de
este sistema puedemencionarse que: los motores y el sistema mecánico y
estructural es más barato que en el caso de un canal parabólico convencional.
Por otro lado si los segmentos son suficientemente delgados, pueden ser
aproximados por segmentos planos en lugar de tener curvatura, esto hace aún
más barata su construcción. Por otro lado el diseño estructural es más
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UTEQ
económico por estar a nivel del suelo y se aprovecha mejor la superficie, al
poder colocarse uno tras otro sin sombreamientos entre varios
sistemas.(SESTEAM5)
Fig. 18 Concentrador solar tipo fresnel
Discos parabólicos
Los discos parabólicos concentran los rayos procedentes del Sol en el foco del
disco, situado en la normal al centro del disco. En este punto se sitúa un motor
Stirling que transforma el calor recolectado en electricidad. De esta manera, se
evitan la necesidad de disponer de un fluido que transporte la energía desde el
punto de concentración hasta el bloque de potencia y la necesidad de un
sistema de refrigeración. La relación de concentración se sitúa entre 600 y
2000.
Fig. 19 Esquema de un disco parabólico con motor Stirling.
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UTEQ
Se trata la tecnología que mayor concentración consigue. De este modo, las
temperaturas que se pueden llegar a alcanzar con los discos parabólicos están
en torno a los 1500 ºC como se observa en la siguiente figura. El sistema de
orientación sigue completamente al Sol. Para ello se vale de un sistema de
seguimiento basado endosejes. Se trata de elementos de tamaño limitado cuya
potencia típicamente se sitúa en las decenas de kW. Habitualmente su utilidad
se centra en la generación de electricidad de forma independientemente,
aunque los discos parabólicos también admiten configuraciones comunes. Se
puede prescindir del motor Stirling y conducir el fluido de transferencia de todos
los discos hacia un sistema de conversión de potencia.(Serrano, 2012)
Torres Termosolares.
La tecnología de torre se posiciona como una tecnología termosolar con un
grado de madurez media.
En los sistemas de torre, un campo de helióstatos o espejos móviles que se
orientan según la posición del sol, reflejan la radiación solar para concentrarla
hasta 600 veces sobre un receptor que se sitúa en la parte superior de una
torre. Este calor se transmite a un fluido con el objeto de generar vapor que se
expande en una turbina acoplada a un generador para la producción de
electricidad como se observa en la Fig.19.
El funcionamiento de la tecnología de torre se basa en tres elementos
característicos: los helióstatos, el receptor y la torre.
Los helióstatos tienen la función de captar la radiación solar y dirigirla hacia al
receptor. Están compuestos por una superficie reflectante, una estructura que le
sirve de soporte, y mecanismos que permiten orientarlo para ir siguiendo el
movimiento del sol. Las superficies reflectantes más empleadas actualmente
son los espejos.
El receptor, que transfiere el calor recibido a un fluido de trabajo, que puede ser
agua, sales fundidas, etc. Este fluido es el encargado de transmitir el calor a la
otra parte de la central termosolar, generalmente a un depósito de agua,
obteniéndose vapor a alta temperatura para producción de electricidad
mediante el movimiento de una turbina.
La torre sirve de soporte al receptor, que debe situarse a cierta altura sobre el
nivel de los helióstatos con el fin de evitar, o al menos reducir, las sombras y los
bloqueos. (Sarmiento, 2007)
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UTEQ
Figura 19. Esquema de funcionamiento de la tecnología torre
Formulas del concentrador solar.
El área de captación de un concentrador cilindro parabólico se obtiene
aplicando la siguiente ecuación.
C=
…………….Ec. 7
Donde:
C= razón de concentración geométrica
AC=área de captación solar del colector
AR=área de recepción o absorción del colector
La caracterización o validación del concentrador solar se hace por la zona de
calentamiento (punto focal) el cual se obtiene de la siguiente manera:
R= 2f
Ec.8
Donde:
R= radio de la curvatura de la parábola
f= punto focal
30
UTEQ
Para calcular el área efectiva del concentrador solar se ocupa la Ecuación
número 9:
Aeff=
Ec.9
Donde:
Aeff= área efectiva
D= diámetro de la parábola (Polo & Sacari, 2008)
VII.V ACEITES TERMICOS
Aceite SAE50
El Aceite HD+® Heavy Duty Plus API SLMonogrado es producto de la
avanzada tecnología en la lubricación para los motores de combustión interna a
gasolina. Esta línea de lubricantes se elabora con materias primas
seleccionadas y combinadas en un balance perfecto donde se incluyen aceites
básicos altamente refinados y un paquete de aditivos de alto desempeño para
proteger de manera sobresaliente los elementos críticos de los motores.
PROPIEDADES Y BENEFICIOS
• Aceites diseñados para proporcionar una sobresaliente protección a motores
de cuatro tiempos, turbo cargados y de inyección electrónica ampliando su vida
útil aún durante las condiciones más severas de servicio.
• El Aceite HD+® Heavy Duty Plus API SL Monogrado contribuye a disminuir los
costos de operación de su motor mejorando su rentabilidad de acuerdo con su
capacidad de servicio (tiempo de vida).
• Ofrece mayor confiabilidad de operación al mantener una limpieza
sobresaliente en los motores a gasolina.
• Protección sobresaliente al desgaste para minimizar costos de mantenimiento
y alargar la vida del motor bajo cualquier condición de operación.
• Adicionados con alta tecnología antioxidante para controlar la oxidación del
aceite o envejecimiento prematuro.
• Alto poder detergente y dispersante mantiene una limpieza superior en las
partes internas del motor, especialmente en las ranuras de los anillos.
31
UTEQ
• Su balance de reserva alcalina proporciona una adecuada protección contra el
desgaste ocasionado por el ataque químico de ácidos que se forman durante
elprocesodecombustión.
En la Tabla 2, se presentan las características físico químicas del Aceite SAE50
como son la viscosidad, densidad, punto de inflación y punto de escurrimiento.
Tabla 2. Características físico-químicas del Aceite SAE50
GRADO SAE
Apariencia a temperatura ambiente
Viscosidad cinemática 100°C mm²/s (cst)
Viscosidad cinemática 40°C mm²/s (cst)
Índice de viscosidad
Densidad 15.6°C Kg/L
Punto de inflación °C
Punto de escurrimiento °C
Método
ASTMD
visual
445
445
2270
1298
92
97
VALORES TIPICOS
40
50
60
brillante
brillante
brillante
15.70
21.13
24.50
1730
273.0
343.1
92
92
92
0.9071
0.9136
0.9173
242
246
250
-9
-9
-9
Aceite de aguacate
El aguacate es rico en aceite natural, proteínas y vitaminas A, B, D y E, posee
además cualidades de “penetración” y “mantenimiento”
El método de prensado en frio para la extracción del aceite de aguacate es
hasta ahora el proceso más adecuado de elaboración, el aceite de aguacate es
el aceite extraído por centrifugación tanto como el aceite crudo como el extra
virgen tienen un color obscuro brillante y son predominantes monosaturados
dándoles una estabilidad oxidativa.
Existe una diferencia entre el aceite de oliva y el aceite de aguacate: El aceite
de oliva se quema a una temperatura de 160°C / 320°F, en cambio el aceite de
aguacate resiste temperaturas de 250°C/ 480°F lo que lo hace más eficiente en
la cocina, ya que puede utilizarse constantemente sin quemarse y oxidar los
alimentos. Este concepto se le conoce como "smokepoint".
A diferencia de otros aceites vegetales, nuestro aceite de aguacate contiene
solo un ingrediente: aguacate, por eso lo hace un producto puro, como ninguno.
Para que un aceite de aguacate se diga que es extra virgen debe tener un nivel
de pH menor a 1%. Un aceite de buena calidad cumple con este parámetro
32
UTEQ
manteniendo su color verde característico de la pulpa de la fruta, su olor y sabor
a aguacate.(BEST GROUND)
VII.VI ¿QUE ES UNA BOMBA?
Se denominan bombas hidráulicas o simplemente bombas a las máquinas cuya
misión consiste en aumentar la energía de las masas líquidas por
desplazamiento de las mismas a través de tuberías.
El aumento de energía se puede producir por elevación de dichas masas
líquidas a ciertas alturas, por aumento de la presión, por aumento de velocidad
o por aumento combinado de altura, presión y velocidad.
La fuerza causante de la circulación del líquido puede ser conseguida mediante
efecto centrífugo (bombas centrífugas) o por inyección directa de volúmenes de
aquel bombas volumétricas o bombas de desplazamiento positivos).
BOMBAS HIDRAULICAS
Las bombas son los elementos destinados a elevar un fluido desde un nivel
determinado a otro más alto, o bien, a convertir la energía mecánica en
hidráulica.
Según el tipo de aplicación se usará uno u otro tipo de bomba.
Las bombas son los aparatos más utilizados después del motor eléctrico, y
existe una gran variedad de bombas para traslado de líquidos y gases, y para
presurizar o crear vacío en aplicaciones industriales. Genéricamente las
bombas pueden dividirse en dos tipos: de desplazamiento no positivo
(hidrodinámicas), y de desplazamiento positivo (hidrostáticas). Las primeras se
emplean para traslado de fluidos y las segundas para la transmisión de energía.
El proceso de transformación de energía se efectúa en dos etapas:
a) Aspiración.- Al comunicarse la energía mecánica a la bomba, esta comienza
a girar y con esto se genera una disminución de la presión en la entrada de la
bomba como el depósito de fluido se encuentra sometido a presión atmosférica,
entonces se encuentra una diferencia de presiones lo que provoca la succión y
con ello el impulso hidráulico hacia la entrada.
33
UTEQ
b) Descarga.- al entrar fluido en la bomba lo toma y lo traslada hasta la salida y
asegura por la forma constructiva de rotación que el fluido no retroceda. Dado
esto, el fluido no encontrara más alternativa que ingresar al sistema que es
donde se encuentra el espacio disponible, consiguiendo así la descarga.
Tipos de bombas:
Bombas de desplazamiento no positivo (hidrodinámicas) En estas bombas,
generalmente empleadas para traslado de fluidos, la energía cedida al fluido es
cinética, y funciona generalmente mediante una fuerza de rotación, por la cual
el fluido entra en la bomba por el eje de la misma y es expulsado hacia el
exterior por medio de un elemento (paletas, lóbulos, turbina) que gira a gran
velocidad como se muestra en la figura 20.
Una bomba hidrodinámica no dispone de sistemas de estanqueidad entre los
orificios de entrada y salida; por ello produce un caudal que variará en función
de la contrapresión que encuentre el fluido a su salida. Si se bloquea totalmente
el orificio de salida de una bomba de desplazamiento no positivo aumentará la
presión y disminuirá el caudal hasta cero, a pesar de que el elemento impulsor
siga moviéndose; esto se debe a que el rotor y la carcasa de la bomba generan
una conexión entre la cámara de succión y descarga de la bomba
Fig. 20 Bomba hidrodinámica
bombas hidrostáticas o de desplazamiento positivo son elementos
destinados a transformar la energía mecánica en hidráulica. Cuando una bomba
34
UTEQ
hidráulica trabaja, realiza dos funciones: primero su acción mecánica crea un
vacío en la línea de aspiración que permite a la presión atmosférica forzar al
líquido del depósito hacia el interior de la bomba; en segundo lugar su acción
mecánica hace que este líquido vaya hacia el orificio de salida, forzándolo a
introducirse en el sistema oleo hidráulico como se muestra en la figura 21.
Una bomba produce movimiento de líquido o caudal pero no genera la presión,
que está en función de la resistencia al paso del fluido que se genera en el
circuito.
Así, por ejemplo, la presión a la salida de una bomba es cero cuando no está
conectada al sistema (no está en carga), pero si la misma bomba se conecta a
un circuito (carga), o simplemente se le tapona el orificio de salida, la presión
aumentará hasta vencer la resistencia de la carga.
Una bomba hidrostática o de desplazamiento positivo es aquella que suministra
la misma cantidad de líquido en cada ciclo o revolución del elemento de
bombeo, independientemente de la presión que encuentre el líquido a su salida.
Fig. 21 Bomba hidrostatica
Bombas hidrodinámicas
Las bombas hidrodinámicas o de desplazamiento no positivo tal como los tipos
centrífugos o de turbina, se usan principalmente para transferir fluidos donde la
única resistencia que se encuentra es la creada por el peso del mismo fluido y
el rozamiento. Aunque estas bombas suministran un caudal uniforme y
continuo, su desplazamiento disminuye cuando aumenta la resistencia.
35
UTEQ
Bombas centrifugas
Una bomba centrifuga es un dispositivo constituido por un conjunto de paletas
rotatorias perfectamente encajadas dentro de una cubierta metálica (voluta), de
manera que son capaces de impulsar al líquido que esté contenido dentro de la
cubierta, gracias a la fuerza centrifuga que se genera cuando giran las paletas
del rodete como se muestra en la figura 22.
Clasificación de bombas centrifugas
a) Centrífugas o radiales: son las más conocidas y a veces las únicas existentes
en el mercado. Se caracterizan por hacer uso de la fuerza centrífuga para
impulsar el agua, razón por la cual ésta sale de la bomba en forma
perpendicular al eje del rodete. En este tipo de bombas proporciona un flujo de
agua uniforme y son apropiadas para elevar caudales pequeños a grandes
alturas.
b) Bombas axiales o helicoidales: no hacen uso de la fuerza centrífuga sino que
mueven el agua en forma similar como lo hace un ventilador para mover el aire,
el agua sale en forma paralela al eje de rotación del impulsor. Son
especialmente indicadas para elevar grandes caudales (11 m3/seg.).
c) Bombas de flujo mixto: aprovechan las ventajas de las bombas helicoidales
(sencillez y poco peso) y se modifica la forma de los álabes dándole una forma
tal que le imparten al agua una cierta fuerza centrífuga. Alcanzan su mejor
rendimiento con caudales entre 30 y 3000 lt/seg. y alturas de 3 a 18 mca.8
36
UTEQ
Fig. 22 Bomba centrifuga
VII.VII AISLANTE TÉRMICO.
Un aislante térmico es un material usado en la construcción y la industria y
caracterizado por una alta resistencia térmica. Establece una barrera al paso
del calor entre dos medios que naturalmente tendrían a igualarse en
temperatura impidiendo que entre o salga calor.
Un textil se donomina a una tela tejida; pero se designan fibras o hilazas (fibras
unidas medio de un hilado). Las cuerdas las sogas, el encaje y las redes son
textiles.
Clasificacion de los textiles:
Los productos de la industria textil se pueden dividir en las siguientes categorias
principales:
Fibras artificiales
Fibras naturales
Tejidos planos de algodón
Fieltros y tejidos industriales
Fibras textiles
Fibras Textiles:
37
UTEQ
Las fibras textiles se clasificanen dos grandes grupos naturales ysinteticos
como se muestra en la Tabla 3, las primeras son todas las sustancias hilables
exitentes en la naturaleza; las segundas son las que se transforman mediante
tratamientos quimicos.(Angulo, 2005; MarcadorDePosición1)
Tabla 3. Clasificación de fibras
Tipo
Orden
Animales
Naturales
Ejemplo
Vegetal
Lana, seda
Algodón, lino,
yute
Mineral
Amianto, fibra de
vidrio, hilos
metaicos.
Artificiales:derivados de polimeros
naturales
Sinteicas: derivados de polimeros
sinteticos
38
Rayón, acetato
Nylon, acrilicos,
poliéster
UTEQ
VIII PLAN DE ACTIVIDADES
39
UTEQ
IX.
RECURSOS MATERIALES Y HUMANOS
X. .
Materiales:
Aluminio
Aceite térmico
Bomba centrifuga
Tubo de cobre de 1” y ½”
Termotanque
Aislante térmico
1 m² de lamina
Jerga
Yute
acrilán
Humanos:
Herrero
Varios proveedores de:
 Aceite térmico
 Bomba centrifuga
 Ferreterías
 Telas
Sánchez Reséndiz Karla Fernanda
M en I Clara Cardona Martínez
Dr. Raúl Alejandro Avalos Zúñiga
40
UTEQ
X DESARROLLO DEL PROYECTO.
X.I Diseño
Se realizarón diferentes diseños de las parrillas donde se lleva acabo el
calentamiento para la la elaboracion de alimentos. La primera es de flujo
radial,donde el aceite termico ingresara por una tuberia pequeña y el aceite
retornara por la tuberia mas grande como se muestra en la fig. 23.
Salida
del
aceite
Entrada
de
aceitecal
iente
Fig.23 parrilla de flujo radial
El segundo diseño es de tuberia rectangular en el cual son dos espirales, se
pretende que haya una configuracion la cual por una tuberia del centro entre el
aceite caliente y salga en frio por el final de la tuberia, y en el otro espiral la
entrada del aceite caliente sea por la parte final del espiral y la salida del acete
frio sea por el centro para así reducir la perdida de calor.
41
UTEQ
Salida
del aceite
frio
Entrada
de
aceite
caliente
Fig. 24 Parrilla de tubería rectangular
El tercer diseño es la misma configuracion que el diseño de la parrilla 2ª
diferencia que la tuberia que se ocupa es circular y en este diseño se pondra
una placa en la cual por transferencia de calor se caliente y en esta sea la
realizacion de alimentos.
Fig.25 Parrilla de tuberia circular
42
UTEQ
X.II Colector solar
La elaboracion del concentrador solar se divide en dos partes:
La elaboración de la parabola
El calculo del punto focal y el area efectiva
R=2f
Despejamos el foco y la formula quedo:
f=
f=
=46.5
Aeff=
=146.08cm
Diseño de la parabola:
Fig.26 Parabola del concentrador solar.
43
UTEQ
X.IIIDeterminacion del aceite térmico.
De acuerdo a la información teórica y a las propiedades físicas de los aceites
investigados (aceite de aguacate y aceite SAE50) se estableció que el aceite de
carro “SAE50” es el más adecuado para nuestro propósito, debido a que
alcanza las temperaturas requeridas, sin verse afectado físicamente, también
es fácil de conseguir y económicamente más accesible en comparación con el
aceite de aguacate.
X.IV Aislante térmico:
Se ocuparon dos tipos de aislantes el acrilan y el yute cubierto de jerga, se
realizaron pruebas con el aislante de acrilan, se sometio a las siguientes
condiciones, se coloco un vaso de presipitado de 200ml lleno de aceite SAE50
cubierto con el asislante de acrilan sobre una parrilla Hot Plate Stirrier en su
segundo nivel de temperatura y se median temperaturas por medio de un
termo-parconectado a un multimetro ciertas temperaturas se tomaban cada 5
minutos, en otro punto en el cual el acrilan favorecia es que se adapta a
distintos tamaños de recipientes debido a su elasticidadsus resultados se
muestran en la Tabla 4.
Al igual que el yute con jerga se realizo la misma prueba en las siguientes
condiciones, se coloco un vaso de presipitado de 200ml lleno de aceite SAE50
cubierto con el aislante yute- jerga sobre una parrilla Hot Plate Stirrier en su
segundo nivel de temperatura y estas temperaturas eran tomadas cada 5
minutos por medio de un termpo-par conectado a un multimetro en la Tabla 5 se
muestran los resulados de la prueba experimental. .
44
UTEQ
Tabla 4. Resultado de Temperatura con el Aceite SAE50 con recubrimiento de
acrilán
tiempo
acrilán
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
85
90
95
100
105
110
115
120
125
130
135
140
145
150
155
160
19.7
20.3
31.5
50.4
68.7
90.1
103.7
116.7
127.6
137
143.1
149.1
154.2
160.6
162.2
166
167.8
168.5
169.5
170.5
171.7
172.5
173.1
173.6
173.8
174
173.8
174
174.7
174.6
174.4
174.5
174.5
45
UTEQ
Tabla 5. Resultado de Temperatura con el Aceite SAE50 con recubrimiento de
jerga-yute
tiempo
yute-jerga
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
85
90
95
100
105
110
115
120
125
130
135
140
145
150
155
160
18.7
19.7
28.5
49.2
67.3
88.5
101.1
110.4
118.4
125.6
136.5
145.4
150.1
157.2
159.9
161.5
162.9
163.2
164.6
165.7
166.6
167.4
168.6
169.2
170
170.3
170.4
170.6
170.9
171.2
171.4
171.2
171.3
46
UTEQ
En la figura 27 se muestran las graficas de temperaturas respecto el tiempo se
puede observar que el acrilan conserva mejor el calor que el yute-jerga, se
observa que en el minuto 100 hay gran variacion de temperatura ya que el que
tienen recubrimiento de yute-jerga alcanza una temperatura de 166.6°C
mientras que el de acrilan logra alcanzar una temperatura de 171.7°C teniendo
una diferencia de 4.1°C
Título del gráfico
TEMPERATURA
200
150
100
50
0
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
TIEMPO
acrilan
yute-jerga
Fig. 27 grafica de temperaturas del aceite SAE50
De esta manera se comprobo que el mejor recubrimiento que es el acrilan ya
que favorece en diferentes puntos tanto en su elasticidad, como mejor
conservamiento de calor.
X.VBomba
Se recomienda ocupar la bomba de agua centrifuga o radial ya que estas
bombas estan diseñadadas para la recirculacion de fluidos frios o calientes al
igual que proporcionan un flujo del fluido uniforme y son apropiadas para
caudales pequeños.
X.VI Diseño terminado
Se decidio utilizar el diseño no°1 ya que en su diseño es mas simple para su
elaboración a diferencia de los diseños no° 2 y 3, la elaboración consta de
menos dinero y poca herrameinta en construcción.
47
UTEQ
El recubrimiento o “aislante térmico” se encuentra cubriendo la tuberia para
evitar la perdida de calor en el aceite mientras esta circulando por el sistema.
En la figura 28 se muestra el diseño terminado de el sistema de la hornilla solar
de frente en el cual se puede observar la utilización del primer diseño.
En la figura 29 se observa una toma inclinada del sistema para ver la colocación
de la bomba y la parabola de otro angulo.
Fig. 28 Diseño de la Hornilla solar
Fig. 29 Diseño de la Hornilla solar.
48
UTEQ
XI RESULTADOS OBTENIDOS
Se obtuvo el punto focal y el área de captación para establecer el paso de la
tubería y haci concentrar e calor en el fluido y se consiga una mejor temperatura
para el aceite. El aceite adecuado para estas condiciones es el SAE50 ya que
alcanza altas temperaturas, es económico y fácil de conseguir. El recubrimiento
ideal para está aplicación es el acrilán ya que conservo mejor el calor que el
recubrimiento de jerga- yute y se puede adaptar a diferentes tamaños de
recipientes. El Diseño más adecuado para esta parrilla es la radial ya que por
su fácil construcción es mas económica y fácil de ensamblar. La bomba se
escogió que fuera centrifuga ya que están realizadas para hacer circular fluidos
y trabajan con fluidos calientes. Se determinó que la temperatura del aceite
cuando se utilizó el aislante térmico de acrilán fue aumentando ya que en el
minuto 30 logro alcázar una temperatura 103.7°C mientras que con el
recubrimiento de jerga-yute en el minuto 30 alcanzo una temperatura de
101.1°C, por lo que podemos determinar que el aislante térmico de acrilán
resultó ser mejor por su mejor conservación del calor y su adaptabilidad a varios
tamaños. Se realizaron pruebas de cocción con lentejas, para calcular cuanta
energia se necesita para dicha elaboración, alcanzaron una temperatura de
91.9°C en un tiempo de 120 minutos.
49
UTEQ
XII CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.
En este proyecto se pudo observar la optima transferencia de calor ya que se
alcanzaron temperaturas de hasta 174 °C cuando se caliente el aceite con el
acrilán de recubrimiento, cuando se calienta el aceite y utilizando el
recubrimiento de yute-jerga se llegó a obtener una temperatura de146.7, está
temperatura puede ser utilizada para la cocción de alimentos, por lo que se
considera un sistema viable y cómodo, ya que se puede adaptar al interior del
hogar sin estar expuesto en el exterior. Se encontraron aislantes económicos
los cuales se pueden conseguir fácilmente. Por lo tanto el diseño resultará ser
económico para la obtención de alimentos.
Que la tubería este totalmente recubierta con el aislante de acrilán y revisar las
tuberías cada mes para verificar que no haya corrosión.
La hornilla debe estar completamente cerrada para evitar cualquier tipo de
fuga.
A la bomba se le debe verificar si tiene la alineación y la lubricación adecuada
en caso de grasa adherida a los cojinetes limpiar con una fibra y trapo y volver a
lubricar.
Limpiar el colector con un paño limpio y húmedo para mantenerlo libre de polvo
y hojas para tener mayor reflexión hacia el área de calentamiento.
Revisar las condiciones del aceite térmico como son en caso de evaporación
remplazar por aceite nuevo.
50
UTEQ
.
XIII BIBLIOGRAFIA
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UTEQ
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