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Título : Caracterización y evaluación de la eficiencia térmica y de secado en un deshidratador híbrido (solar - gas)
Autor : Dra. Méndez Lagunas, Lilia Leticia
I.Q. López Vidaña, Erick César
Palabras clave : eficiencia térmica
deshidratador híbrido
Fecha de publicación : 24-oct-2011
Resumen : Drying is a unit operation that involves removal of water by evaporation of which obtained solid product with a low moisture content, this process has varied applications such as drying of grains, plants, fruits, fish and timber, to keep and prolong its shelf life. Today there are industrial drying systems with high operating costs, as its source of energy comes from conventional sources of energy. Given the scarcity of fossil fuels is important to use technologies that make a combination with conventional alternative energy or to use only alternative energy such as solar energy. The hybrid dryer studied, consists of a solar collector, an auxiliary heating system for gas-LP and a drying chamber, which can be operated using a gas heating system-LP (MG), solar-gas hybrid (MH) and solar (MS). The thermal efficiency and drying of three operating configurations of hybrid solar-gas dryer was calculated in transient state. The overall efficiency was calculated taking into account the energy contribution of solar collector and/or auxiliary heating system, as the mode of operation evaluated. In the analysis of the solar collector was taken into account reflection losses and absorption in the solar collector absorber plate corrugated "V" shaped, using experimental data. Unlike other research studied in which there is a transient state analysis, this research considers the transient nature of local weather conditions, reporting and real efficiency of the system. The thermal efficiency of the collector is mainly affected by the air mass flow rate, angle of inclination of the collector and the temperature difference between outside and temperature inside the collector mainly. With a simulation speed by varying the parameters of air inside the solar collector, the mass flow rate was estimated to provide a thermal efficiency higher than that calculated under the conditions of current design and operation. The maximum drying efficiency was on the mode of operation LP-gas followed by the solar hybrid mode. It was observed that the hybrid mode and LP-gas have similar drying rate constant in the period of the curve and drying efficiency hybrid is similar to LP-gas drying, with the advantage of consuming less fuel, without sacrificing quality of dried product.
Descripción : El secado es una operación unitaria que consiste en remoción de agua por evaporación de la que se obtiene un producto sólido con bajo contenido de humedad; este proceso tiene aplicaciones variadas, como el secado de granos, plantas, frutas, pescado y madera, para conservar y prolongar su vida de anaquel. Hoy en día existen sistemas industriales de secado, con costos de operación elevados, ya que su fuente de energía proviene de fuentes convencionales de energía. Dada la escasez de combustibles fósiles es importante hacer uso de tecnologías que hagan una combinación de energías alternas con convencionales o bien que usen solo energías alternas como lo es la energía solar. El secador híbrido estudiado, consiste en un colector solar, un sistema auxiliar de calentamiento por combustión de gas-LP y una cámara de secado, el cual puede ser operado usando un sistema de calentamiento por gas-LP (MG), híbrido solar-gas (MH) y solar (MS). La eficiencia térmica y de secado de tres configuraciones de operación del secador híbrido solar-gas fue calculada en estado transitorio. La eficiencia global se calculó tomando en cuenta el aporte energético del colector solar y/o el sistema auxiliar de calentamiento, según sea el modo de operación evaluado. En el análisis del colector solar se tomó en consideración las pérdidas por reflexión y absorción en el colector solar de placa absorbedora acanalada en “V” usando datos experimentales. A diferencia de otras investigaciones estudiadas en las cuales no se hace un análisis en estado transitorio, esta investigación considera la naturaleza transitoria de las condiciones climatológicas locales, reportando así una eficiencia real del sistema. La eficiencia térmica del colector es afectada principalmente por el flujo másico, el ángulo de inclinación del colector y la diferencia de temperaturas ambiente e interior del colector principalmente. Con una simulación variando los parámetros de velocidad de aire dentro del colector solar, se estimo el flujo másico que proporciona una eficiencia térmica superior a la calculada bajo las condiciones de diseño y operación actuales. La eficiencia de secado máxima fue en el modo de operación con gas-LP seguido del modo híbrido y solar. Se observo que el modo de operación híbrido y gas-LP presentan velocidad de secado similar en el periodo constante de la curva y la eficiencia de secado híbrido es análoga al secado con gas-LP, con la ventaja de consumir menos combustible, sin sacrificar la calidad del producto seco.
URI : http://www.repositoriodigital.ipn.mx/handle/123456789/15641
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