2. Maestría
Permanent URI for this communityhttp://98.81.228.127/handle/20.500.12404/2
Tesis de la Escuela de Posgrado
Browse
Search Results
Item Numerical modeling of a transient state evaporator using object-oriented programming(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-06-20) Cárdenas Cabezas, Jian Eduardo; Barrantes Peña, Enrique JoséThis work presents the dynamic modeling of a refrigeration machine evaporator that uses CO2 (R744) as refrigerant fluid, for the cooling down of a liquid water stream, as required for instance by buildings air handling units. The main goal of such a work is to accurately model the transient evolution of the evaporator outlet superheat, which is one of the main parameters to control, due to its importance in refrigeration systems. A high value of superheat temperature reduces the performance of the system, while a low or null value can generate the suction of liquid which damages the compressor. The theory of moving boundaries [19] with grouped parameters has been used for so. This method allows a precise resolution with a low numerical weight. In this method, the evaporator is divided into only two regions: the two phase region and superheated steam region, in which the energy conservation and mass conservation equations are solved. By using only two control volumes, the number of equations to be solved is smaller, thus reducing the calculation time. The ultimate aim of this work is to serve as a mathematical model usable for the design of efficient refrigeration system controllers, which are one of the most practical ways to improve the performance of these machines. The results of a numerical analysis and of a sensitivity analysis, regarding to the influence of the heat convection coefficient of the two phase region, are also presented. For this sensitivity analysis, the maximum and minimum values available in the literature, see reference [7], have been used. According to this study, the convective coefficient ofCO2 varies from 8000 to 12000 W ·m−2 ·K−1. From this sensitivity analysis, it is observed that, despite the previously mentioned uncertainty about the convective coefficient value, the latter is not influential on the rest of the calculations and on parameters such as internal pressure, length of the two-phase lengths or superheat value. This is due to the fact that the thermal resistance of the liquid hot fluid is much higher than the cold fluid in the phase change region, the global heat transfer coefficient is thus more influenced by the hot fluid thermal resistance. A maximum error of 3 percent is finally estimated in the determination of the transient superheat temperature.Item Estudio de la fibra de ichu incorporada como aislante térmico a un sistema de construcción en seco para su uso en envolventes de viviendas rurales ubicadas en zonas climáticas frías del Perú(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-04-04) Chea Gonzales, Felix Martin; Barrantes Peña, Enrique JoséLa presente investigación propone incorporar la fibra natural de Ichu como aislante térmico en el sistema de construcción en seco (drywall). Su uso mitigaría la pérdida de calor de envolventes en viviendas de zonas climáticas frías del Perú. Esta investigación recopila datos sobre la conductividad térmica de un emparedado de fibrocemento con conglomerado de Ichu y además los compara con los obtenidos paralelamente de muestras con otro aislante térmico para la obtención de resultados relativos. El objetivo es recomendar un sistema estandarizado que incorpore recursos naturales. Es una investigación aplicada, experimental, cuantitativa y comparativa que analiza las cualidades del Ichu y su relación con otros materiales utilizados. Se ejecutó el procedimiento planificado de ensayos en laboratorio con un equipo de placa caliente que permitió determinar la cualidad de aislante térmico del material compuesto por fibrocemento y conglomerado de fibra de ichu; fueron un total de 45 mediciones que arrojaron el valor promedio de conductividad térmica ƛ = 0.1078 W/m. K con una precisión de +/- 5%, paralelamente se realizaron el mismo número de mediciones para los especímenes con lana de vidrio como aislante obteniéndose el valor promedio de conductividad térmica ƛ = 0.0848 W/m K. También se calculó también el coeficiente de conductividad térmica de los rellenos obteniendo ƛ = 0.0943 W/m. K para el conglomerado de Ichu y 0.0729 W/m. K para la lana de vidrio. Estos resultados descriptivos de la adaptación de las teorías de la transferencia de calor a la situación particular de los emparedados propuestos en el estudio, permiten sugerir una equivalencia funcional entre ellos al igualar sus resistencias térmicas mediante la variación del espesor del relleno, basados en la correlación teórica producto de la aplicación de la ecuación de conductividad térmica de la de ley Fourier, estas equivalencias se plantean cuantitativamente para un rango de anchos comerciales y usuales en el sector de la construcción. Además, se evaluaron en este trabajo aspectos de impacto ambiental, eficiencia energética y costos económicos que favorecieron a la propuesta con Ichu.