Estudio del rendimiento energético de una cocina solar tipo caja en base al modelado y simulación de la transferencia de calor. Caso Cocina Inti Illimani
Fecha
2019-08Autor
Chavez Yujra, Betzy Magdalena
Tutor
Gorritty Portillo, Marcelo A., tutor
Metadatos
Mostrar el registro completo del ítemResumen
En este trabajo se tiene como objetivo principal el estudio y mejora del rendimiento energético de una cocina solar tipo caja, en base a modelado y simulación de transferencia de calor. La investigación se basa en dos aspectos: El primero es el aspecto teórico y el segundo es aspecto experimental. Estas dos vertientes de la investigación se desarrollan a lo largo de siete capítulos. En los aspectos teóricos el modelo matemático en estado no estacionario que se planteó del análisis energético de la cocina solar, está formado por un sistema de ocho ecuaciones diferenciales de primer orden y para su solución se usó el método numérico de Runge-Kutta de cuarto orden en el Software Berkeley Madonna. El modelo resuelto permite obtener resultados cuando se hacen modificaciones en el diseño (dimensiones geométricas) y también permite generar resultados para el funcionamiento de la cocina a lo largo del tiempo (24 h), debido a que la temperatura ambiente y radiación solar son funciones forzantes del modelo. La validación del modelo se realizó comparando los resultados numéricos con los resultados experimentales, tanto las curvas experimentales como teóricas presentaron el mismo comportamiento para las diferentes temperaturas, así también la validación fue verificada a través de un criterio estadístico. Se hizo un análisis de sensibilidad para determinar las mejoras estructurales y de diseño que permite mejorar el rendimiento energético, con lo que se determinó las dimensiones de espesor de aislante y las cantidades necesarias de las mismas. Definida la nueva estructura se validó las propuestas planteadas a través del modelo desarrollado. Se realizó la construcción del modelo mejorado y se determinó el rendimiento energético de ambas cocinas en base a la norma ASAE S-580, donde los resultados obtenidos muestran que el nuevo modelo incrementa el rendimiento desde un 32.9 (W) hasta 49.6 (W) de la potencia nominal de la cocina, con lo que se verifica que se logró incrementar el rendimiento energético de la cocina solar.