Ciencias Exactas y Ciencias de la Salud
Permanent URI for this collectionhttps://hdl.handle.net/11285/551039
Pertenecen a esta colección Tesis y Trabajos de grado de las Maestrías correspondientes a las Escuelas de Ingeniería y Ciencias así como a Medicina y Ciencias de la Salud.
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- Modelación del comportamiento térmico y extracción de energía de un estanque solar(2017-05-15) Vallejo Narro, Adriana; Rivera Solorio, Carlos Iván; López Salinas, José Luis; García Cuéllar, Alejandro JavierSe realizó un modelo computacional para estudiar el comportamiento térmico y extracción de energía de un estanque solar. Éste modelo depende de las condiciones ambientales del sitio y de las dimensiones del estanque solar. Se calcularon y analizaron las pérdidas de calor de cada mecanismo (convección, evaporación, radiación y a través de las paredes y el suelo), utilizando diferentes modelos de absorción de radiación, de evaporación y de convección. Se acopló al modelo el cálculo de la extracción de energía mediante un intercambiador de calor situado en la LCZ. Para resolver las ecuaciones gobernantes, se utilizó el método de diferencias finitas explícito y se tomó la medición del perfil de temperatura inicial del estaque como condición inicial. Por otro lado, como condición de frontera con la zona no convectiva, se tomaron las temperaturas de las zonas convectivas superior e inferior, calculadas a partir de un balance de energía. Se diseñó e instaló un estanque solar de 5m3 con un intercambiador de calor CFI, en la Casa Solar del Tecnológico de Monterrey, y se validaron los resultados numéricos con los experimentales. Por último, se estudió la aplicación del modelo al estudio de un caso práctico y se calculó una estimación de ahorros y retorno simple de inversión.
- Aplicación de nanofluidos en un concentrador solar parabólico lineal para aprovechamiento de energía térmica(2017-05-15) Bretado de los Rios, Mariana Soledad; Rivera Solorio, Carlos Iván; López Salinas, José Luis; García Cuéllar, Alejandro JavierEstá investigación analiza el efecto en el desempeño térmico de un Colector Solar Parabólico Lineal (CSPL) debido a la aplicación de nanofluidos como fluido de trabajo. Se utilizan las normas ASHRAE 93-2003 Y SRCC Standard 600 2014-07 para realizar esta evaluación. Se desarrolla un modelo teórico por medio de balances de energía con el fin de comparar los resultados de desempeño térmico con pruebas experimentales y comprender mejor la influencia de los factores que afectan considerablemente el aprovechamiento de calor del concentrador. Se obtiene la eficiencia térmica experimental con la norma ISO 9806 (SRCC Standard 600 2014-07) de un CSPL desarrollado por una empresa nacional, usando agua como fluido de trabajo, para el cual se obtiene una eficiencia máxima de 40%. De igual manera se obtiene la eficiencia experimental usando nanofluidos, formados de agua como fluido base y nanopartículas de óxido de aluminio (H2O − Al2O3 ) de diámetro promedio d = 46.45 nm, cuyo efecto es incrementar la conductividad térmica del fluido base. Se mide y analiza la conductividad térmica y viscosidad del nanofluido, las cuales influyen directamente en el calor transferido del tubo al fluido. Se caracterizan las muestras de nanofluido preparadas para asegurar que la dispersión sea adecuada y la muestra sea estable y homogénea. Se realizan las pruebas con diferentes concentraciones volumétricas (ΦVol), con 3% se obtiene una eficiencia máxima de 44% y con 2% la eficiencia máxima es de 40.2%. Se encontró que usando nanopartículas se puede incrementar el calor absorbido por el fluido y por lo tanto la transferencia de calor entre el tubo receptor del CSPL y el fluido, y por ende beneficiar la eficiencia del concentrador. Uno de los aspectos importantes a considerar en el flujo de nanofluidos es el efecto de las fuerzas viscosas, ya que a menor velocidad del flujo la viscosidad puede disminuir el régimen del flujo y afectar el desempeño del concentrador.