Obtención Del Perfil De Velocidad En Un Termosifón Modelo Con La técnica Del PIV

Obtención del perfil de velocidad en un termosifón modelo con la técnica del PIV

Antecedentes

Con el objetivo de obtener y validar el perfil de velocidad en un calentador solar tipo termosifón se desarrolló un modelo caracterizado para tres condiciones de evaluación. El prototipo cumple con las características de un termosifón de uso en la ciudad de México. El equipo cuenta con un sistema colector de un área de 0.8 m2, un tanque de almacenamiento de 8 litros, circuito hidráulico y un sistema de visualización para el PIV colocado posterior al tanque. Hecho de una caja de acrílico la cual rodea a la tubería de cristal inmersa en agua de dicho sistema.

Métodos

Se simulo la radiación a través de un arreglo de resistencias acopladas en la pendiente del colector, las cuales fueron aisladas para evitar la disipación de calor. El prototipo se caracterizó con termopares para la obtención de los valores de temperatura, además se usó una solución de poliamida de 20 µm para lograr las imágenes de calidad y así obtener la magnitud de la velocidad. La técnica de obtención de la velocidad con el PIV requiere de un sistema de visualización mismo que debe ser transparente y de caras planas, por las condiciones de trabajo del equipo de evaluación ya que requiere de una perpendicularidad entre el emisor de luz láser xxx y la cámara digital de adquisición, quedando en la intersección el parámetro de referencia del sistema de visualización. Este parámetro de referencia se da a partir del centro de la tubería de dicho sistema. El prototipo se evaluó en tres situaciones posibles, cuales constan de la cantidad de calor emitido hacia el modelo y su localización dentro del colector. La cantidad de calor se controla a partir de un variador de voltaje y el tipo de arreglo utilizado en las resistencias. La localización se da a partir de si el emisor de calor se encuentra en la parte más alta, baja o en todo el colector; debido a que esté se encuentra dividido por la mitad al ser de dos metros de longitud lineal. Teniendo en cuenta los parámetros iniciales se llevaron a cabo 4 evaluaciones teniendo en cuenta la potencia alcanzada por el variador de voltaje; iniciando en un 40% y concluyendo al 55% del voltaje nominal.

Resultados

Se obtuvieron valores considerables de velocidad en cada condición. Para la totalidad del colector y con una cantidad de calor inducido al 50 % de variador; se alcanzó una velocidad de magnitud de 1.75 mm/s. Cuando el arreglo de resistencias se da en la parte superior del colector a la misma cantidad de calor el valor de la magnitud de la velocidad es de 3.27 mm/s. Por ultimo respecto a un arreglo en la parte inferior con la misma cantidad de calor, la magnitud de la velocidad alcanza 1.9 mm/s.

Conclusiones

Con

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