Christopher Gutiérrez Luna

Christopher Gutiérrez Luna

Universidad Autónoma del Estado de México

Análisis CFD de flujo monofásico en un tubo absorbedor para un concentrador de canal parabólico

La energía solar es aquella que se obtiene a partir del espectro térmico de la radiación electromagnética. Esta energía se considera renovable ya que se obtiene de una fuente natural e inagotable a escala humana. Existen dos tecnologías principales para aprovechar la radiación solar: a) las celdas fotovoltaicas, que generan electricidad por medio del efecto fotoeléctrico, y b) los captadores de energía solar, que aprovechan la energía solar para el calentamiento de fluidos.

El sector industrial en México es el segundo después del transporte que más energía utiliza, y los combustibles fósiles son la fuente principal para su obtención. La necesidad de energía térmica aumenta cada día más y es necesario recurrir a fuentes renovables que permitan, en primer lugar, no depender directamente de los combustibles fósiles, en segundo lugar, crear tecnologías que permitan el desarrollo económico del país y, en tercer lugar, contribuir al cuidado del medio ambiente evitando la emisión de gases de efecto invernadero.

Este estudio se enfoca en el aprovechamiento de la energía solar para su captación por medio de un concentrador solar de canal parabólico, el cual capta parte de la radiación solar y la concentra en un tubo absorbedor que está colocado en el eje focal del canal parabólico. El flujo analizado es un flujo monofásico que consiste en agua líquida con una temperatura inicial de 50 °C, que fluye por un tubo absorbedor de 12 m de longitud, para el cual se analiza el perfil de temperaturas a lo largo de la tubería cuando se le suministra un flujo de calor constante y un flujo de calor no uniforme, obtenido mediante trazado de rayos, en el perímetro circunferencial del tubo. Además, se analiza la variación de la presión a lo largo de la tubería, este estudio se realiza mediante el software especializado en dinámica de fluidos computacional Ansys Fluent R2 2020, ya que con una buena aproximación se obtienen soluciones numéricas que permiten tener una idea clara de lo que ocurre en la sección de precalentamiento del sistema, considerando variables importantes en el análisis.

Con esta simulación, bajo condiciones de frontera muy aproximadas a la realidad, se pretende generar un análisis cuantitativo que permita llegar a establecer el nivel de desempeño de un concentrador solar de canal parabólico para aplicaciones de calor de proceso, bajo diferentes condiciones de irradiancia solar al determinar el perfil de temperaturas a lo largo de la tuberia.

  • Día 1 14 oct2021
  • Día 2 15 oct2021
14:00
14:30

Análisis CFD de flujo monofásico en un tubo absorbedor para un concentrador de canal parabólico

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