Recibido: 26 de octubre de 2023 / Aceptado: 09 de marzo de 2024
Modelación de la transferencia de calor en colectores solares planos para calentamiento de aire.
Modeling of heat transfer in flat solar collectors for air heating.
REF-UNAH-V12N1
O. CUBAS¹ | J. DESTEPHEN²
¹ Departamento de Matemática Aplicada, Escuela de Matemáticas y Ciencias de la Computación. Universidad Nacional Autónoma de Honduras. oswaldo.cubas@unah.edu.hn
² Maestría en Matemáticas, Escuela de Matemáticas y Ciencias de la Computación. Universidad Nacional Autónoma de Honduras. jorge.destephen@unah.edu.hn
Resumen
Este trabajo presenta un modelo de transferencia de calor en colectores solares de placa plana para calentamiento de aire por convección natural. El modelo plantea un sistema de ecuaciones diferenciales que describen el balance de energía para la cubierta transparente, la placa absorbente, el aislamiento térmico y el aire que circula en el colector. Se aproximan las soluciones utilizando el método de diferencias finitas y se generan las simulaciones que dan a conocer el comportamiento de los componentes en el colector. Para las simulaciones se consideraron variaciones en la radiación solar incidente, la velocidad del aire y la separación entre placa y cubierta, mostrando un comportamiento cualitativo presentado por otros modelos. Los resultados muestran el comportamiento de la temperatura en los distintos componentes y en el aire circulante, permitiendo comprender cuales son los parámetros que más influyen en la variación de temperatura del aire en la salida del colector.
Abstract
This work presents a heat transfer model in flat plate solar collectors for air heating by natural convection. The model proposes a system of differential equations that describe the energy balance for the transparent cover, the absorbent plate, the thermal insulation and the air circulating in the collector. The solutions are approximated using the finite difference method and simulations are generated that reveal the behavior of the components in the collector. For the simulations, variations in incident solar radiation, air speed and separation between plate and cover were considered, showing qualitative behavior presented by other models. The results show the behavior of the temperature in the different components and in the circulating air, allowing us to understand which parameters most influence the variation in air temperature at the collector outlet.
PALABRAS CLAVES:
convección natural, radiación solar, diferencias finitas, número de Nusselt, colector solar.
KEYWORDS:
natural convection, solar radiation, finite differences, Nusselt number, solar collector.
Documentos
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17 pdf 778 KB 09/12/2024 11:37am |
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