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Título:	Análisis Termohidráulico de un Sistema de Generación Directa de Vapor Mediante Concentradores Solares Cilindro-Parabólicos para Calor de Proceso Industrial
Autor:	Cundapi Arroyo, Roger Alejandro%549718
Data:	2016-01-11
Editora:	Tecnológico Nacional de México
metadata.dc.publisher.tecnm:	Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico
Descrição:	En este trabajo se presentan una serie de estudios de un sistema de generación directa de vapor (GDV) de mediana temperatura para aplicaciones de calor de proceso industrial. El sistema físico analizado consiste de un campo solar de 76 metros de longitud el cual está compuesto por 38 captadores cilindroparabólicos cuyas dimensiones son: 2 m de longitud, 1 m de apertura y 15 mm de diámetro interior del tubo absorbedor. Dicho sistema emplea una mezcla agua/vapor como fluido de trabajo y se asume tubería recta horizontal. Las condiciones de entrada consideradas son: presiones en el intervalo de 1 MPa a 2.5 MPa, temperaturas de 343 K a 413 K, flujos másicos de 0.01 kg/s a 0.025 kg/s y radiación solar directa de 450 W/m2 a 900 W/m2. Los principales estudios que se realizaron fueron: a) el efecto de considerar que la eficiencia del campo solar dependa de la temperatura del fluido de trabajo; b) la sensibilidad a la presión y temperatura de entrada, al flujo másico y a la radiación solar directa; c) los estudios termohidráulicos del comportamiento del flujo bifásico en el interior del tubo absorbedor. Para algunos casos, dos modelos matemáticos diferentes del comportamiento del flujo bifásico fueron aplicados (mediante el simulador RELAP): el modelo homogéneo y el modelo a dos fluidos. Los resultados de ambos modelos se compararon entre sí para determinar el impacto de considerar uno u otro modelo, encontrando que las principales diferencias se dan en los patrones de flujo que transcurren a lo largo del tubo absorbedor y la posición de sus transiciones. Lo anterior es relevante determinarlo con precisión porque el patrón de flujo estratificado puede ocasionar sobrecalentamiento de la pared del tubo absorbedor para ciertas condiciones de operación. Los resultados obtenidos con ambos modelos fueron comparados además con los resultados de Lobón y Valenzuela (2013) quienes aplicaron un modelo homogéneo simplificado fundamentado en la correlación de Friedel. En esta última comparación se pudieron comparar únicamente condiciones a la salida del tubo absorbedor, encontrándose una buena concordancia para la temperatura y la calidad del vapor. Sin embargo, la caída de presión total presentó discrepancias importantes, corroborando el conocimiento general de que la correlación de Friedel sobrepredice este parámetro. Las diferencias son mayores para el caso de 1 MPa y 0.01 kg/s, en el cual la presencia de vapor es importante y la longitud de la región de sobrecalentamiento es larga; cualquier variación en esta longitud sobre predice la caída de presión total. Finalmente, de acuerdo al estudio realizado, los procesos industriales a los cuales se podría incorporar el sistema físico estudiado cubren las industrias lechera, madera y derivados, plásticos, química y textil, las cuales requieren temperaturas de salida en el intervalo de 443 K – 485 K.
metadata.dc.type:	info:eu-repo/semantics/masterThesis
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