Planteo, dimensionamiento y simulación de un sistema de acumulación de energía térmica usando sales eutécticas para el suministro de calor en etapas no solares de un deshidratador de alimentos

El uso de energías alternativas se ha masificado mundialmente, con el empleo de fuentes como la radiación solar en la agricultura, esta se ha convertido en un factor importante en la producción. El acumulamiento térmico para periodos prolongados como el secado de alimentos de alta humedad es fundame...

Full description

Autores:
Díaz, Miguel Ángel
Zapata, Braham David
Camargo, Gabriel De Jesús
Tipo de recurso:
Trabajo de grado de pregrado
Fecha de publicación:
2016
Institución:
Universidad Libre
Repositorio:
RIU - Repositorio Institucional UniLibre
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:repository.unilibre.edu.co:10901/10373
Acceso en línea:
https://hdl.handle.net/10901/10373
Palabra clave:
Energía térmica solar
acumulación térmica
Sales hidratadas
Eutectic
Solar thermal energy
Dehydration of food products
TESIS
TESIS- INGENIERÍA
FACULTAD DE INGENIERÍA
INGENIERÍA MECÁNICA
ENERGÍA TÉRMICA
FUENTE DE ENERGÍA RENOVABLE
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description El uso de energías alternativas se ha masificado mundialmente, con el empleo de fuentes como la radiación solar en la agricultura, esta se ha convertido en un factor importante en la producción. El acumulamiento térmico para periodos prolongados como el secado de alimentos de alta humedad es fundamental para la deshidratación; que tiene una duración entre 10 a 20 horas según el alimento, con un continuo suministro de calor. En esta investigación se planteó y diseño un sistema de acumulación de energía térmica en sales hidratadas eutécticas para el suministro de calor a un deshidratador solar de alimentos en etapas de baja radiación. Para ello, se realizó una revisión bibliográfica de diversos modelos de almacenaje de energía térmica; se analizó estadísticamente la viabilidad y eficacia de los materiales que se requiere para lograr una deshidratación de forma continua; con estos parámetros definidos se procedió al cálculo teórico del sistema que posteriormente se simuló en software de elementos finitos (SolidWorks). Los resultados muestran que el sistema entrega 10 horas de energía de respaldo por 5 horas de carga, además el encapsulamiento de la sal logra una mejor transferencia y acumulación de energía en un sistema concéntrico almacenador, cumpliendo las especificaciones deseadas
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Para ello, se realizó una revisión bibliográfica de diversos modelos de almacenaje de energía térmica; se analizó estadísticamente la viabilidad y eficacia de los materiales que se requiere para lograr una deshidratación de forma continua; con estos parámetros definidos se procedió al cálculo teórico del sistema que posteriormente se simuló en software de elementos finitos (SolidWorks). Los resultados muestran que el sistema entrega 10 horas de energía de respaldo por 5 horas de carga, además el encapsulamiento de la sal logra una mejor transferencia y acumulación de energía en un sistema concéntrico almacenador, cumpliendo las especificaciones deseadasThe use of alternative energy has mass worldwide, with the use of sources as solar radiation in agriculture this has become an important factor in the production. The thermal storage for long periods as the drying of high moisture foods is essential to dehydration; that it lasts between 10 to 20 hours depending on the food, with a continuous supply of heat. In this research was raised and design a system of accumulation of heat energy in eutectic hydrated salts for the heat supply to a solar dehydrator food in stages of low radiation. It conducted a literature review of different models of thermal energy storage; statistically analyzed the feasibility and effectiveness of the materials required to achieve a dehydration continuously; with these parameters defined was the theoretical calculation of the system which was later simulated in software of finite elements (SolidWorks). The results show that system delivers 10 hours of back-up power for 5 hours of charging, in addition the encapsulation of salt achieves a better transfer and accumulation of energy in a concentric system buffer, meeting the desired specifications.PDFapplication/pdfspahttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombiainfo:eu-repo/semantics/openAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Energía térmica solaracumulación térmicaSales hidratadasEutecticSolar thermal energyDehydration of food productsTESISTESIS- INGENIERÍAFACULTAD DE INGENIERÍAINGENIERÍA MECÁNICAENERGÍA TÉRMICAFUENTE DE ENERGÍA RENOVABLECALOREutécticasEnergía térmica solarDeshidratación de productos alimenticiosAcumulación térmicaSales hidratadasPlanteo, dimensionamiento y simulación de un sistema de acumulación de energía térmica usando sales eutécticas para el suministro de calor en etapas no solares de un deshidratador de alimentosTesis de Pregradoinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1finfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisL. M. Bal, et al, “Solar dryer with thermal energy storage systems for drying agricultural food products: A review”, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 14 (2010), pp. 2298-2314, 2010.O. V. Ekechukwu, “Review of solar-energy drying systems I: an overview of drying principles and theory”, Energy Conversion & Management, Vol. 10, pp.593-613, 1999.A.A. Sebaii, S.M. Shalaby, “Solar drying of agricultural products: A review”, Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 16, pp.37-43, 2012.V. Belessiotis, E. Delyannis, “Solar drying”, Solar energy, Vol. 85, pp.1665-1691, 2011.A.l Sharma, et al, “Solar-energy drying systems: A review“, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 13, pp.1185-1210, 2008.I. Dincer, M. A. Rosen, Thermal Energy storage Systems and Applications, John Wiley & Sons Ltd, Reino Unido , 2002, pp. (51-207).M. M. Alkilani, et al, “Review of solar air collectors with thermal storage units”, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 15 (2011), pp.1476-1490, 2011V.V. Tyagi, et al, “Review on solar air heating system with and without thermal energy storage system”, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 16 (2012), pp.2289-2303, 2012.M. Rostamizadeha, et al, “Simulation of energy storage system with phase change material (PCM)”, Energy and Buildings, 49 (2012), pp. 419-422, 2012Sarada Kuravi, et al, “Thermal energy storage technologies and systems for concentrating solar power plants”, Progress in Energy and Combustion Science, Vol 30 (2013), pp. 1-35, 2013S. A. Kalogirou, Solar Energy Engineering Processes And Systems, Editorial Academic press, Reino Unido, 2009, pp. (255-285).A. Kocaa, et al, “Energy and exergy analysis of a latent heat storage system with phase”, Renewable Energy, 33 (2008), pp.567- 574, 2008S. Esakkimuthu, et al, “Experimental investigation on phase change material based thermal storage system for solar air heating applications”, Renewable Energy, 88 (2013), pp.144-153, 2013B. Cardenas, N. 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