Abstract

SIMBANA, I.; QUITIAQUEZ, W.; CABEZAS, P.  and  QUITIAQUEZ, P.. Estudio Comparativo de la Eficiencia de Colectores Solares de Placa Plana Rectangular y Triangular mediante el Método de Elementos Finitos. Revista Técnica energía [online]. 2024, vol.20, n.2, pp.81-89. ISSN 2602-8492.  https://doi.org/10.37116/revistaenergia.v20.n2.2024.593.

En esta investigación, se comparó la eficiencia de un colector solar de placa plana con geometría triangular y cuadrada, a través del enfoque del método de elementos finitos (FEM, por sus siglas en inglés), se llevó a cabo la simulación. Las geometrías y los parámetros empleados en la simulación fueron extraídos de investigaciones previamente publicadas. Se utilizó el software SolidWorks para el modelado de los dos colectores, mientras que el módulo Fluent del software ANSYS fue utilizado para la simulación por el método FEM. Para los colectores se utilizó una tubería de 7 mm de diámetro interno, con un espesor de placa de 11 mm y de aluminio. Se consideró temperatura ambiente de 20 °C, con una radiación solar de 1000 W·m-2 y superficies de transferencia de calor 61 250 y 122 500 mm2 para el colector triangular y cuadrado, respectivamente. La calidad del mallado fue excelente, alcanzando skewness de 0.2486. De esta manera, luego del proceso de simulación se obtuvo eficiencias de 62 y 39 % y temperaturas máximas de 27 y 25.5 °C para el colector triangular y cuadrado, respectivamente. Debido a que las geometrías actúan como aletas, las temperaturas son más altas en las esquinas y por esto no es posible alcanzar mayor eficiencia.

Keywords : Colector solar; placa plana; eficiencia; FEM.

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