Análisis de secador solar tipo marquesina con sistema de almacenamiento de energía térmica basado en parafina

Los sistemas de almacenamiento térmico son sustancias o materiales que almacenan grandes cantidades de calor y lo liberan gracias a sus propiedades térmicas, y se han propuesto como una alternativa para la asistencia en procesos de secado solar. En este estudio se comparan experimentalmente las temp...

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Autores:
Flórez Franco, Victor Manuel
Tipo de recurso:
Trabajo de grado de pregrado
Fecha de publicación:
2023
Institución:
Universidad de Ibagué
Repositorio:
Repositorio Universidad de Ibagué
Idioma:
spa
OAI Identifier:
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Acceso en línea:
https://hdl.handle.net/20.500.12313/5027
Palabra clave:
Secador solar - Tipo marquesina - Analisis
Secador solar - Sistema de almacenamiento
Secador solar - Energia termica - Parafina
Secado solar directo
Invernadero
Capsulas cilíndricas horizontales
Almacenamiento térmico de energía con cambio de fase
Parafina comercial
Evaporación de agua
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description Los sistemas de almacenamiento térmico son sustancias o materiales que almacenan grandes cantidades de calor y lo liberan gracias a sus propiedades térmicas, y se han propuesto como una alternativa para la asistencia en procesos de secado solar. En este estudio se comparan experimentalmente las temperaturas y humedades relativas registradas en un secador solar de tipo invernadero convencional y otro secador idéntico que incorpora un sistema de almacenamiento basado en parafina, y se propone el uso de agua como sustancia para comparar las tasas de evaporación en ambos dispositivos. Los resultados de los experimentos indican que los efectos de la inercia térmica asociada al sistema de almacenamiento térmico propuesto producen diferencias de temperatura y humedad relativa que no se consideran significativas dado que entran en el margen de error de los instrumentos, y también se concluye que bajo la configuración propuesta para el sistema de almacenamiento térmico la parafina no alcanza el rango de temperaturas de fusión indicadas por el fabricante.
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Los resultados de los experimentos indican que los efectos de la inercia térmica asociada al sistema de almacenamiento térmico propuesto producen diferencias de temperatura y humedad relativa que no se consideran significativas dado que entran en el margen de error de los instrumentos, y también se concluye que bajo la configuración propuesta para el sistema de almacenamiento térmico la parafina no alcanza el rango de temperaturas de fusión indicadas por el fabricante.Thermal storage systems are substances or materials that store large amounts of heat and release it due to their thermal properties, and it has been proposed as an alternative to assist in solar drying processes. In this study, the temperatures and relative humidity recorded in a conventional greenhouse-type solar dryer and another identical dryer that incorporates a paraffin-based storage system are compared experimentally, and the use of water as a substance is proposed to compare the evaporation rates in both devices. The results of the experiments indicate that the effects of the thermal inertia associated with the proposed thermal storage system produce differences in temperature and relative humidity that are not considered significant since they fall within the margin of error of the instruments, and it is also concluded that under the configuration proposed for the thermal storage system paraffin does not reach the range of melting temperatures indicated by the manufacturer.PregradoIngeniero Mecánico1 Generalidades.....12 Definición del problema.....12 Planteamiento del problema.....12 Justificación.....13 Objetivos.....14 Marco teórico.....14 Sistemas de secado de productos agrícolas.....14 Sistemas de almacenamiento térmico.....16 Tipos de PCM (Phase change materials).....17 Estado del arte.....18 Estudio del proceso de evaporación de agua.....18 Sistemas de secado convencionales sin almacenamiento de energía.....19 Sistemas de secado con almacenamiento de energía.....19 2 Montaje e Instrumentación.....22 Montaje experimental.....22 Secador convencional.....22 Secador modificado.....24 Disposición de los secadores.....25 Instrumentación.....26 Termohigrómetros digitales Elitech RC-4HC.....27 Datalogger/Controlador Campbell Scientific CR1000X.....27 Dispositivo para medición y registro de masa basado en ARDUINO.....27 3 Metodología, resultados y conclusiones.....37 Metodología.....37 Experimento sin carga.....38 Experimento con carga.....39 Resultados.....40 Variables medidas: Experimento sin carga.....40 Variables medidas: Experimento con carga.....47 Conclusiones y recomendaciones.....59 Recomendaciones sobre la metodología.....59 Recomendaciones sobre el diseño del sistema de almacenamiento térmico.....60 4 Referencias bibliográficas.....6064 páginasapplication/pdfFlórez Franco, V.M. (2023). Análisis de secador solar tipo marquesina con sistema de almacenamiento de energía térmica basado en parafina. [Trabajo de grado, Universidad de Ibagué]. https://hdl.handle.net/20.500.12313/5027https://hdl.handle.net/20.500.12313/5027spaUniversidad de IbaguéIngenieríaIbaguéIngeniería MecánicaV. M. b a Lalit M. Bal a,b,*, Santosh Satya a, S.N. Naik a, “Review of solar dryers with latent heat storage systems for agricultural products,” Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 15, no. 1, pp. 876–880, 2011, doi: 10.1016/j.rser.2010.09.006.E. R. Polanco et al., Estrategias tecnológicas para el manejo del cultivo y el beneficio del cacao.IDEAM, “Atlas de Radiación Solar, Ultravioleta y Ozono de Colombia.”R. H. Perry and D. W. Green, Chemical Engineers’ Hanbook. 1997.P. Singh Chauhan, A. Kumar, and P. Tekasakul, “Applications of software in solar drying systems: A review,” Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 51, pp. 1326–1337, 2015, doi: 10.1016/j.rser.2015.07.025.P. 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