Unsteady laminar convection in cylindrical domains , numerical studies and application to solar water storage tanks
El objetivo primordial de esta tesis consiste en estudiar el comportamiento de los tanques de almacenamiento de energa̕ estratificados. Se presenta la metodologa̕ seguida para la resolucin̤ de las ecuaciones gobernantes de la transferencia de calor y dinm̀ica de fluidos en coordenadas ciln̕dricas, m...
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| Format: | Book |
| Language: | English |
| Subjects: | |
| Online Access: | Unsteady laminar convection in cylindrical domains , numerical studies and application to solar water storage tanks |
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| Summary: | El objetivo primordial de esta tesis consiste en estudiar el comportamiento de los tanques de almacenamiento de energa̕ estratificados. Se presenta la metodologa̕ seguida para la resolucin̤ de las ecuaciones gobernantes de la transferencia de calor y dinm̀ica de fluidos en coordenadas ciln̕dricas, mostrando las principales particularidades de su discretizacin̤ para este tipo de geometra̕s y se detalla el tratamiento realizado para resolver estas singularidades dentro del cd̤igo numřico. Posteriormente, se expone la metodologa̕ para la solucin̤ de flujos transitorios e incompresibles, y se realiza un riguroso proceso de verificacin̤ del cd̤igo y las soluciones numřicas obtenidas. Un aspecto bs̀ico del funcionamiento de estos equipos es la calidad de la energa̕ almacenada lo que, de cierta forma, viene determinado por el grado de estratificacin̤ třmica, en la cual influyen diferentes factores como la mezcla que ocurre debido a las corrientes de fluido que entran durante los procesos de carga y descarga třmica, y tambiň debido al intercambio de calor con el ambiente. En este sentido, en este trabajo se analiza la estratificacin̤ třmica para diferentes condiciones de trabajo y configuraciones por medio de las simulaciones numřicas multidimensionales. Para medir el grado de estratificacin̤, se han tenido en cuenta diferentes parm̀etros y, como resultado del estudio, se propone un parm̀etro adimensional basado en un anl̀isis exergťico. Esta exerga̕ adimensional ha permitido comparar el funcionamiento de los tanques en las diferentes situaciones analizadas y se ha mostrado t͠il para cuantificar la calidad de la energa̕ almacenada en los tanques solares.Por otra parte, en el documento se comentan los aspectos ms̀ importantes del estudio: el comportamiento třmico de los tanques de almacenamiento durante su modo de operacin̤ estt̀ico, considerando las přdidas de energa̕ al ambiente. Este estudio tiene como objetivo fundamental caracterizar el proceso de enfriamiento del fluido en tanques que forman parte de sistemas solares třmicos para el rango de bajas y medianas temperaturas. Se presenta la metodologa̕ seguida para el anl̀isis, desde la identificacin̤ de los nm͠eros adimensionales que definen el problema, la formulacin̤ de un modelo zonal para la prediccin̤ del comportamiento třmico, el estudio paramťrico llevado a cabo y el posterior post-proceso de los resultados con el objetivo de proporcionar los parm̀etros necesarios para alimentar el modelo zonal. El modelo propuesto, junto con las correlaciones obtenidas, predicen correctamente el comportamiento del fluido, constituyendo una alternativa interesante para reproducir el proceso de enfriamiento del fluido en los tanques durante largos periodos de tiempo; sin embargo, el modelo es ter̤ico y falta algo de experimentacin̤. |
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