Análisis y simulación de los mecanismos de transfrencia de calor en un colector de placa plana de 0.10 m2 utilizando el refrigerante R600a

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Title: Análisis y simulación de los mecanismos de transfrencia de calor en un colector de placa plana de 0.10 m2 utilizando el refrigerante R600a
Authors: Imbaquingo Imbaquingo, Elvis Alfredo
Proaño Quinteros, Mauricio Roberto
Advisor: Quitiaquez Sarzosa, William Giovanny
Abstract: The present research focuses on the analysis and simulation of heat transfer mechanisms in a flat plate collector of 0.10 m2 using R600a refrigerant, for which first the parameters of the simulation are defined as the working temperature, incident radiation, the geometry of the mechanism, the calculation of the heat transfer coefficients. The physical and chemical properties of the R600a refrigerant are also analyzed and compared with other refrigerants on the market. We proceed to define the properties of the working fluid in the Engineering Equation Solver (EES) software, at the working pressure and working temperature, for the analysis we use two fluids that are water and R600a refrigerant. When the parameters are defined, the simulation is carried out with ANSYS Fluent, to validate the method used, we realize different representation with flat solar collectors previously studied. Subsequently, the collector in question is analyzed, a parametric study of the design variables is performed, such as: the inner and outer diameter, the flow and the amount of incident radiation. In the real operating conditions of the evaporator, it is obtained that the temperature at the outlet of the collector for the water are 293.23 K and refrigerant R600a are 283.8 K, the efficiency, in addition to the efficiency for the collector is 59.6%, when treating the evaporator as a solar collector.
Translated abstract: El presente trabajo de investigación se centra en el análisis y simulación de los mecanismos de transferencia de calor en un colector de placa plana de 0.10 m2 utilizando el refrigerante R600a, para lo cual se procede a definir los parámetros de la simulación como la temperatura de trabajo, radiación incidente, la geometría del mecanismo, el cálculo de los coeficientes de transferencia de calor. Además, se analizó las propiedades físicas y químicas del refrigerante R600a y se compara con otros refrigerantes del mercado. Se procede a definir las propiedades del fluido de trabajo en el software Engineering Equation Solver (EES), a la presión y temperatura de trabajo del evaporador. Para el análisis se usa dos fluidos que son, agua y el refrigerante R600a. Una vez definidos los parámetros se procede a realizar la simulación en ANSYS Fluent. Para validar el método de simulación usado se realizó distintas representaciones similares con colectores solares planos previamente estudiados. Posteriormente se analizó el colector, cuyo punto de partida para dicho estudio fue un análisis paramétrico de las variables de diseño como diámetro interior y exterior, el caudal y la cantidad de radiación incidente. En las condiciones de operación reales del evaporador se obtiene que la temperatura a la salida del colector para el agua y el refrigerante R600a son de 293.23 y 283.8 K respectivamente, además la eficiencia para el colector es de 59.6 %, al tratar al evaporador como un colector solar.
Keywords: INGENIERÍA MECÁNICA
TRANSFERENCIA DE ENERGÍA
CALOR
CONDENSADORES DE VAPOR
REFRIGERANTES
EVAPORACIÓN
Issue Date: Aug-2019
URI: https://dspace.ups.edu.ec/handle/123456789/17723
Language: spa
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