1. Repositorio Institucional del Tecnológico Nacional de México (RI - TecNM)
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3. Morelos
4. Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico
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7. Tesis de Doctorado en Ingeniería Mecánica

Title:	Estudios de Convección Natural y Forzada en un Sistema Caseta-Torre de Viento sin/con Humidificación
Authors:	Carreto Hernandez, Luis Guillermo%815715
Issue Date:	2023-05-16
Publisher:	Tecnológico Nacional de México
metadata.dc.publisher.tecnm:	Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico
Description:	Las estrategias pasivas se emplean en los edificios para minimizar su consumo total de energía y las emisiones de CO2. La torre viento (windcatcher) es un dispositivo de ventilación natural tradicional de países del Medio Oriente, capaz de reducir el consumo de energía de edificaciones y también mejorar las condiciones ambientales interiores. En este trabajo se estudia el comportamiento de la convección mixta en un sistema torre de viento-habitación (TV-H) considerando la convección natural por calentamiento diferencial en el cuarto y la convección forzada por el viento que ingresa a la torre. Además, también se considera la humidificación del aire a la entrada de la torre. Se realizó un análisis paramétrico considerando diferentes valores de velocidades, temperaturas y humedades relativas del aire en la entrada de la torre. También se consideraron diferentes temperaturas de las paredes norte y sur de la habitación. El número Richardson (Ri) estudiado en este trabajo fue en el intervalo de 6.6×10-2 y 1.5×102. También se llevó a cabo un estudio experimental con y sin humidificación, para validar los resultados numéricos. En el estudio de convección mixta sin humidificación, los resultados de la comparación numérico-experimental indican un error de sesgo medio de 0.49 °C para la temperatura y una desviación porcentual del 24.4% para la velocidad del aire. La comparación de la temperatura y velocidad se realizó en 33 y 6 puntos de medición, respectivamente. Los resultados mostraron que la torre de viento logra una sensación de confort neutral dentro de la habitación cuando las temperaturas exteriores están entre 25.0 y 30.0 °C. Con números de Ri menores a 1, la efectividad del intercambio de aire es parcialmente constante, mientras que puede variar en un 31.0% para valores de Ri mayores a 1. Los resultados también indicaron que para números de Ri menores a 1, la transferencia de calor es 71.0% mayor que para valores de Ri superiores a 1. En el estudio de convección mixta con humidificación, los resultados de la comparación numérico-experimental presentaron un error de sesgo medio de 0.90 °C y 1.72 °C para la temperatura de bulbo seco y húmedo, respectivamente. En cuanto a la velocidad del aire a la entrada de la torre, se obtuvo una desviación porcentual menor al 19.6%. La comparación de la temperatura de bulbo seco, temperatura de bulbo húmedo y velocidad se realizó en 33, 7 y 3 puntos de medición, respectivamente. La reproducción numérica del experimento también demostró que, al aplicar humidificación la temperatura promedio de la habitación se reduce de 32.0 a 27.0 ℃ y la humedad relativa aumenta en promedio de 20.0 a 50.0%. En cuanto al estudio paramétrico de la convección mixta con humidificación en el sistema TV-H mostró que la temperatura y la velocidad fueron los parámetros más influyentes en la transferencia de calor. Por su parte el confort se vio influenciado con aumentos hasta del 22.7% en el PPD al aplicar humidificación. En xvii cuestión de la ventilación, la humidificación influyó en una disminución de la efectividad de cambio de aire hasta en un 2.4%. Los hallazgos proporcionados en este trabajo podrían contribuir a una mejor comprensión del desempeño de la convección mixta en habitaciones de edificios con torre eólica sin y con humidificación.
metadata.dc.type:	info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
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