Abstract
Se presenta el estudio de algunos aspectos de la física térmica necesarios para el desarrollo de cocinas solares de pequeñas dimensiones, mediante el desarrollo de un modelo térmico semi-empírico computacional. Los parámetros libres del modelo se ajustan con datos obtenidos de un diseño experimental, que consiste en calentamiento de un fluido, exponiendo las cocinas a la radiación que produce un arreglo de lámparas incandescentes para simular la radiación solar. El modelo permite estimar algunos parámetros que sirven para comparar el funcionamiento de cocinas solares, desde el punto de vista térmico, con parámetros establecidos en protocolos estándares de prueba a nivel internacional, como por ejemplo: la potencia de cocción estandarizada y el rendimiento térmico. Utilizando el modelo no se requiere de la medición directa de radiación solar incidente y tampoco depender de las condiciones meteorológicas como días nublados o con mucho viento.
Highlights
Han desarrollado dos dispositivos de cocción solar denominados: “cocedor solar de alimentos con respaldo eléctrico” y “horno solar tipo caja optimizado” (Jaramillo, 2009)
El diseño experimental consiste en realizar pruebas a la cocina solar en laboratorio, el objetivo de estas, es hacer incidir la radiación que produce un arreglo con 3 lámparas incandescentes de 400
En la tabla (1) se muestran los resultados de los parámetros de ajuste y el error relativo de la aproximación de mínimos cuadrados, correspondiente en cada uno de los casos experimentales; parámetro libre con dimensiones de tiempo ( ), coeficiente de energía disipada por unidad de área (U l ) y radiación total sobre el recipiente absorbedor (I)
Summary
El diseño experimental consiste en realizar pruebas a la cocina solar en laboratorio, el objetivo de estas, es hacer incidir la radiación que produce un arreglo con 3 lámparas incandescentes de 400. A continuación se muestran las gráficas con los mejores ajustes para la temperatura del agua en cada uno de los casos considerados. En la tabla (1) se muestran los resultados de los parámetros de ajuste y el error relativo de la aproximación de mínimos cuadrados, correspondiente en cada uno de los casos experimentales; parámetro libre con dimensiones de tiempo ( ), coeficiente de energía disipada por unidad de área (U l ) y radiación total sobre el recipiente absorbedor (I). En las gráficas (7), (8) y (9) se muestra la potencia de cocción estándar, en función de la diferencia de temperatura, es decir, cuando la diferencia de temperatura entre el agua y el ambiente es de 50 grados centígrados, para cada uno de los casos considerados. Para calcular la irradiancia incidente ( I D ), se ha usado la ecuación (3), para calcular el coeficiente de energía total disipada, se divide la el coeficiente de energía disipada por unidad de área entre el área del colector, es decir,
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