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OPERACIONES UNITARIAS II
Túnel de Viento para modelar el sistema
de paneles evaporativos alternativos en
la región de Taiwán
María Fernanda Figueroa Sanez
03 de Marzo del 2016
TÚNEL DE VIENTO PARA MODELAR EL SISTEMA DE
PANELES EVAPORATIVOS ALTERNATIVOS EN LA
REGIÓN DE TAIWÁN
Autores: Chung-Min Liao∗, Kun-Hung Chiu
Departamento de Ingeniería Agrícola, Universidad
Nacional de Taiwán, Taipéi 10617, Taiwán, ROC
Construcción y Medio Ambiente 37 (2002) páginas:
177–187
Recibido el 29 de marzo del 2000, recibido y
revisado en forma el 14 de septiembre del 2000,
aceptado el 24 de noviembre del 2000
ÍNDICE
1.- Introducción
2.- Materiales y Métodos
• 2.1 Sistema de túnel de viento
• 2.2 Procedimiento e instrumentación
• 2.3 Modelación Matemática
3.- Resultados y Discusión
• 3.1 Descripción general de los resultados
4.- Conclusiones
INTRODUCCIÓN
• El proceso de Enfriamiento por evaporación
es una de las técnicas menos costosas,
para llevar la temperatura de bulbo seco a
un rango de temperatura más cómodo.
• El principio de la refrigeración por
evaporación indica que el sistema de
refrigeración por evaporación sólo se puede
eliminar calor sensible de habitación.
• Los fabricantes han tratado materiales para paneles
como madera, metal, mineral, vidrio, plástico y el
cemento.
• El estudio tiene como objetivo evaluar la viabilidad
técnica de los sistemas de control ambiental térmico
que podrían ser de bajo costo, disponible a nivel
local, fácil de construirse en la forma requerida y
visualmente atractivo.
• Koca y compañeros de trabajo han desarrollado un
procedimiento para probar los paneles de
evaporación. Sus resultados muestran que el
rendimiento de la almohadilla se ve afectada por el
ángulo del panel, el grosor, la velocidad del aire
cara y la caída de presión estática a través de los
paneles.
Paneles experimentales:
• Malla de esponja gruesa de PVC, con 2.5 mm de
diámetro.
• Esponja de PVC, con 7.5 mm de diámetro
La técnica de túnel de viento fue desarrollado para
cuantificar el rendimiento del sistema en condiciones
mas controladas y para ampliar el rango de los
medios de prueba analizados.
Determinación de Coeficientes de transferencia de
calor y masa:
• Balances de energía y de agua de un sistema de
paneles de enfriamiento por evaporación con el fin
de estimar los parámetros de los sistemas a partir
de los datos experimentales.
Los resultados se presentan en temperaturas de
bulbo seco y húmedo, vel. De flujo de aire y agua,
espesor de los paneles, la presión estática en
transición y una muchas condiciones de operación.
MATERIALES Y MÉTODOS
Materiales y Métodos
2.1 Sistema de túnel de viento
• Estado estacionario
• Túnel de viento abierto, compacto, de baja
velocidad, temperatura y humedad controlada
Esta diseñado para lograr una corriente de aire libre,
uniforme y constante en la sección de prueba.
Los criterios del diseño que siguieron fueron lascondiciones de velocidad del aire inferior a 10m-s-1,temperatura de menos de 50°C y el rango dehumedad relativa de 10 a 95%.
1. Red de protección
2. Deflector de nido de
abeja
3. Sección rectificante
de contracción
4. Sección de prueba
5. Sección del ducto
de aire
6. Ventilador
7. Inversor de
transistor
8. Anemómetro de hilo
caliente
9. CR10 Micrologger
10. Computadora
11. TX-GS termopares
12. sumidero
Descripción
2.2 Procedimiento e instrumentación
• Sala de ambiente controlado
• Paneles experimentales: malla de esponja gruesa de
PVC ( 2.5 mm de diámetro) y tela fina de esponja de
PVC (7.5 mm).
• Las velocidad Del aire se midieron con un anemómetro
de hilo caliente direccional ( valores medios )
• Todas las temperaturas se midieron por medio de los
termopares que son de cobre calibrados.
• la diferencia media de temperatura de bulbo seco fue
de ± 0.19°C con una desviación estándar de 0.26°C.
• Se encontró una relación polinómica entre la presión
estática (Ps) y la velocidad del aire (v) como
Ps=44.24v3-3.13v2 + 47.65v (r2=0.99).
• Los resultados muestran que los paneles se saturaron
a fondo a una velocidad de flujo de 14.8 1min-1m-2.
2.3 Modelación Matemática
• Modelo simple
• Estado estacionario
Elementos del modelo: humedad del aire de entrada,
aire húmedo de salida, el panel humedecido y el agua
de recirculación.
Si no se conocen los coeficientes de transferencia
de calor y masa :
Correlación que describe la transferencia de calor por
convección asociada con el flujo cruzado sobre un
banco de tubos.
Transferencia de masa asociada con el flujo cruzado
sobre paneles de tubos
Números Adimensionales
RESULTADOS Y
DISCUSIÓN
3.1 Descripción general de los resultados
Las figuras 4A y B dan los efectos de la velocidad en
caída de presión a través de los paneles y en la
eficiencia de refrigeración de los paneles.
La figura 4B muestra que las eficiencias de
enfriamiento por encima de 86 % para velocidades de
flujo de hasta 0.75 ms-1 en el panel de 150 mm, por
encima de 81 % hasta 0.5 ms-1 en paneles de 100 mm
y por encima de 61-70 % hasta 2 ms-1 en el panel de
50 mm.
Losefectos de la velocidad de caída de presión a
través de los paneles y en la eficiencia de
refrigeración de los paneles de malla fina de
esponja de PVC se ilustran en las figuras 5A y B,
respectivamente.
• Eficiencias más altas se obtienen con paneles más
gruesos y con velocidades de aire más lentas. Los
resultados reflejan mayor velocidad de evaporación
cuando el aire tarda más tiempo en viajar a través
del panel.
• A medida que aumenta el espesor del panel, los
coeficientes de transferencia de calor y masa
disminuyen a medida que el flujo continúa
desarrollándose..
Para la tela de esponja gruesa de PVC:
tela fina de esponja de PVC:
CONCLUSIONES
• El presente estudio demostró con éxito la viabilidad
de la simulación de un sistema panel-ventilador
basándose en las mediciones de la velocidad del
aire, las temperaturas de bulbo seco y húmedo y la
caída de presión estática en transición. La precisión
y la consistencia de las mediciones fueron
satisfactorias.
• Las eficiencias de refrigeración para esponja
gruesa de PVC varió de 63.88 a la 64.77%,
80,50-81,68%, y de 81,75 a 86,32%,
respectivamente, para 50, 100 y 150 mm de
espesor bajo velocidades de aire de 1.0-1.5 ms-1.
• Las eficiencias de refrigeración para tela fina de
esponja de PVC varió de 47.22 a 57.23%, 62.93-
72,25% y de 76.68 a 85.51% para 50, 100 y 150
mm de espesor.
GRACIAS POR SU
ATENCIÓN