UNIVERSIDAD NACIONAL SAN AGUSTIN DE AREQUIPAUNIVERSIDAD NACIONAL SAN AGUSTIN DE AREQUIPAFACULTAD DE CIENCIAS NATURALES Y FORMALESFACULTAD DE CIENCIAS NATURALES Y FORMALES
ESCUELA PROFESIONAL DE FISICAESCUELA PROFESIONAL DE FISICA
DISEÑO, CONSTRUCCION Y ENSAYO DE UN COLECTOR
SOLAR DE TUBOS COAXIALES DE VIDRIO Y COBRE PARA CALENTAMIENTO DE AGUA
Verónica J. Pilco Mamani M. Sc. Juan Ernesto Palo Tejada, Pf. Dr. David G. Pacheco Salazar
MOTIVACIÓN
•Radiación solar en Arequipa: 1000W/m2 en promedio.
•El precio de las termas solares no es accesible para la mayoría de la población que son los que tienen menores recursos económicos.
•Esta inquietud nos motiva a trabajar en una concepción un poco mas simple y aparentemente mas efectiva. Estos tubos presentan una simetría cilíndrica, formados por tres tubos concéntricos: uno exterior de vidrio, un segundo tubo de menor diámetro que el primero también de vidrio (fluorescentes descartados) y finalmente un tubo de cobre pintado de negro.
RADIACION SOLAR, PROPIEDADES TERMICAS Y RADIACION SOLAR, PROPIEDADES TERMICAS Y OPTICAS DE LOS MATERIALESOPTICAS DE LOS MATERIALES
Propiedades TérmicasPropiedades Térmicas::
-Densidad
-Calor especifico
-Conductividad térmica
-Difusividad térmica Propiedades OpticasPropiedades Opticas: Reflectancia Absortancia Transmitancia
MODOS BASICOS DE TRANSFERENCIA DE MODOS BASICOS DE TRANSFERENCIA DE CALORCALOR
CONDUCCIONCONDUCCION:: Ley de Fourier
RADIACIONRADIACION:: Ley de Stefan Boltzman
CONVECCIONCONVECCION Ley de Newton.
Convección
Radiación
Conducción
Mecanismos transmisión calor
Convección
Radiación
ConducciónConvección
Radiación
Conducción
Mecanismos transmisión calor
12 KWmhTThAq bp
dxdTk
AQ
COLECTOR SOLARCOLECTOR SOLAR
El colector es concéntrico con dos cubiertas de vidrio que contiene un tubo de vidrio fluorescente descartado de diámetro: 3.5 cm., y 102 cm. de longitud, una segunda cubierta también de vidrio con 2.7 cm. de diámetro y longitud 102 cm.; y esta separada del primero por una distancia de 0.8 cm.; finalmente el tubo de cobre pintada con pintura anticorrosivo negro mate de 2.3 cm. de diámetro con una separación de 0.5 cm. de la segunda cubierta de vidrio; el colector esta conectado a un tanque de almacenamiento de 4 litros aislado térmicamente con 4 cm de lana de oveja El colector esta orientado hacia el norte con una inclinación de 16.
RESULTADOS Y ANALISISRESULTADOS Y ANALISISTubo de Vidrio del FluorescenteTubo de Vidrio del Fluorescente
Con Lámpara de Wolfranio
Transmitancia promedio de 88% en el Visible.
En el IR lejano es opaco.
3:20 6:40 10:00 13:20
0
200
400
600
800
1000In
tensi
dad d
e R
adia
cion S
ola
r (W
/m2 )
Tiempo (hr:min)
Grafica 1:Intensidad de Radiacion Solar en funcion del tiempo;dia 07/11/08
La Radiación solar máxima es a las 11 a 11:30 a.m.
RESULTADOS Y ANALISISRESULTADOS Y ANALISIS
Intensidad de Radiación Solar
RESULTADOS Y ANALISISRESULTADOS Y ANALISIS
Temperaturas en el Colector
• Para la evaluación del colector se han medido los siguientes parámetros: temperatura de entrada y salida del fluido del colector, temperatura del tanque y temperatura ambiente y Intensidad de Radiación Solar, los datos se han registrado durante 8 horas cada segundo el registro de datos se ha iniciado a las 8:03 horas del 07/11/08 hasta las 15:00 p.m. del mismo día.
• Se ha empleado el método de evaluación directa usando solamente los datos de temperatura de entrada (20.8 oC ) y salida del fluido del colector (56.0 oC ) además de la temperatura en el tanque (50 oC ). • Aumento en la temperatura del agua en la salida del colector de aproximadamente 36 grados.
CONCLUSIONES
El vidrio a utilizar para nuestro prototipo de proyecto efectivamente es transparente para todos los colores de la luz (VIS), pero muy poco para la radiación la infrarroja lejana.
Resultados preliminares muestran un aumento aproximado de 36 oC en la temperatura del agua a la salida del colector.
BIBLIOGRAFIABIBLIOGRAFIA [1] Dr. Aníbal Valera P.” Energías Solar” Basica 1, UNI,1993. [2] Muhammad Iqbal, AN INTRODUCTION TO SOLAR RADIATION,
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Edición, Librería Agropecuaria S.A., 1990. [7] ] M.Necati Ozisik,”Transferencia de calor”Editorial Mc Graw-Hill
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MUCHAS GRACIAS
Diseño para este prototipo para el futuro