Estudio de la transición de fase de MCFs en una unidad cilíndrica de almacenamiento térmico: teoría y experimento

Abstract

El fenómeno físico del cambio de fase líquido-sólido que ocurre en los materiales de cambio de fase (MCF) se estudia con mucho interés para el área del almacenamiento de energía térmica por calor latente. Los estudios tanto numéricos como experimentales buscan hacer más eficientes los sistemas de almacenamiento de energía térmica (SAET) mediante la eficiencia del uso de los MCF así como de la disminución de las pérdidas o fugas de energía del sistema.

Esta tesis muestra una comparativa entre dos modelos isobáricos teóricos, de los cuales sólo uno considera la masa total constante, y los datos obtenidos experimentalmente. Ambos modelos buscan obtener el perfil de temperaturas y el movimiento de la interfase en estado transiente, utilizando el método de diferencia finita con esquema implícito y condiciones de frontera de Dirichlet. Se basan en modelos teóricos en coordenadas cartesianas, los cuales se extendieron a coordenadas cilíndricas para adecuarlos al SAET que se construyó.

Los resultados obtenidos se compararon y analizaron, mostrando conclusiones que apoyan la hipótesis planteada y que abren un panorama a investigaciones futuras donde se puedan considerar otras propiedades termofísicas que afectan directa o indirectamente al sistema.