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Title: Diseño y construcción de un calentador solar cilíndrico parabólico con fines investigativos para la Escuela de Ingeniería Mecánica
Authors: Arellano Mancheno, Víctor Paolo
Chamorro Páez, Alexis Leonardo
metadata.dc.contributor.advisor: Viteri Núñez, Edwin Fernando
metadata.dc.contributor.miembrotribunal: Balseca Sampedro, Otto Fernando
Keywords: ENERGÍAS ALTERNATIVAS;CALENTADOR SOLAR;CILÍNDRICO PARABÓLICO;TUBO ABSORBEDOR;REFLECTOR SOLAR;MODELACIÓN MATEMÁTICA
Issue Date: 12-Jul-2017
Publisher: Escuela Superior Politécnica de Chimborazo
Citation: Arellano Mancheno, Víctor Paolo; Chamorro Páez, Alexis Leonardo. (2017). Diseño y construcción de un calentador solar cilíndrico parabólico con fines investigativos para la Escuela de Ingeniería Mecánica. Escuela Superior Politécnica de Chimborazo. Riobamba.
Series/Report no.: UDFM;15T00669
Abstract: The high levels of world contamination produced mostly by the burning of fossil fuels, have motivated the development of energies; therefore the design and construction of a solar cylindrical parabolic heater were carried out with investigation purposes for the Mechanical Engineering School. The present work is intended to be a starting point for the future investigations within the area. For the design and construction, investigations by authors were analyzed mentioning that there are three main elements which are: the absorbing pipe, the solar reflector and the follow-up system. The method of analysis of alternatives was used to choose the most adequate materials for each element. The first one is formed by two concentric pipes, the internal absorbs heat and the external one allows the light pass and avoids the convection losses. This pipe was placed in the focal point of the parable where it receives the solar rays from the reflector, which must have a high reflectivity index. The follow-up system must maintain perpendicular the heater as to the sun. The solar heater heats up to approximately 70 °C, in seven minutes when there is the higher radiation index, the approximate capacity being 40 liters of hot water a day. The heating system mathematical modelling was carried out in which a temperature gradient was obtained in the longitudinal sense, without considering the thermal distribution in the effective area of the system because of calculus facilities. Finally, the water heating was analyzed at different speeds. It was obtained that at a lower speed there is an increase in the temperature. It is recommended to clean the reflector so as to not to lose the efficiency in the heater, and carry out the modelling in the radial sense, and analyze new materials with better properties.
Description: Los altos niveles de contaminación mundial producida en su mayoría por la quema de combustibles fósiles, han motivado al desarrollo de energías alternativas por lo tanto se realizó el diseño y la construcción de un calentador solar cilíndrico parabólico con fines investigativos para la Escuela de Ingeniería Mecánica. El presente trabajo pretende ser un punto de partida para futuras investigaciones dentro del área. Para el diseño y construcción se analizaron investigaciones de autores, y mencionan que hay tres elementos principales que son: El tubo absorbedor, el reflector solar y el sistema de seguimiento. Se utilizó el método de análisis de alternativas para escoger los materiales más adecuados para cada uno de los elementos. El primero está formado por dos tubos concéntricos, el interno absorbe el calor y el externo permite el paso de luz y evita las pérdidas por convección. Este tubo se ubicó en el punto focal de la parábola donde recibe los rayos solares provenientes del reflector, el cual debe tener un alto índice de reflectividad. El sistema de seguimiento debe mantener perpendicular el calentador con respecto al Sol. El calentador solar calienta hasta los 70°C aproximadamente en 7 minutos cuando se tiene de mayor índice de radiación, siendo la capacidad aproximada de 40 litros de agua caliente al día. Se realizó la modelación matemática del sistema de calentamiento en la cual se obtuvo un gradiente de temperatura en el sentido longitudinal, sin considerar la distribución térmica en el área efectiva del sistema por facilidades de cálculo. Finalmente se analizó el calentamiento de agua a distintas velocidades, se obtuvo a que a una menor velocidad hay un mayor aumento en la temperatura. Se recomienda limpiar el reflector para no perder eficiencia en el calentador y realizar la modelación en sentido radial, y analizar nuevos materiales con mejores propiedades.
URI: http://dspace.espoch.edu.ec/handle/123456789/7556
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