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Análisis y simulación de los mecanismos de transfrencia de calor en un colector de placa plana de 0.10 m2 utilizando el refrigerante R600a

Abstract:

El presente trabajo de investigación se centra en el análisis y simulación de los mecanismos de transferencia de calor en un colector de placa plana de 0.10 m2 utilizando el refrigerante R600a, para lo cual se procede a definir los parámetros de la simulación como la temperatura de trabajo, radiación incidente, la geometría del mecanismo, el cálculo de los coeficientes de transferencia de calor. Además, se analizó las propiedades físicas y químicas del refrigerante R600a y se compara con otros refrigerantes del mercado. Se procede a definir las propiedades del fluido de trabajo en el software Engineering Equation Solver (EES), a la presión y temperatura de trabajo del evaporador. Para el análisis se usa dos fluidos que son, agua y el refrigerante R600a. Una vez definidos los parámetros se procede a realizar la simulación en ANSYS Fluent. Para validar el método de simulación usado se realizó distintas representaciones similares con colectores solares planos previamente estudiados. Posteriormente se analizó el colector, cuyo punto de partida para dicho estudio fue un análisis paramétrico de las variables de diseño como diámetro interior y exterior, el caudal y la cantidad de radiación incidente. En las condiciones de operación reales del evaporador se obtiene que la temperatura a la salida del colector para el agua y el refrigerante R600a son de 293.23 y 283.8 K respectivamente, además la eficiencia para el colector es de 59.6 %, al tratar al evaporador como un colector solar.