Estudiante

“COLECTOR SOLAR”

FACULTAD DE INGENIERÍA
INGENIERIA MECÁNICA
IV SEMESTRE

PLANTEAMIENTO
La presente experimento es un novedoso sistema que integra un sistema de colector solar con radiación directa concentrada utilizando lentes de Fresnel. Este sistema acumula energía solar y la usa para calentar agua domestica. El sistema consta de dos lente Fresnel, 1 nevera de poliestireno expandido(EPS), una lamina de aluminio, pintada de negro mate (debido a las propiedades foto térmicas de este color) la cual estará situada en la parte inferior de la nevera y plástico industrial el cual estará instalado en las paredes de la nevera. La lente Fresnel concentra directamente los rayos del sol sobre la superficie de aluminio expuesta en la parte inferior de la nevera de icopor.
OBJETIVOSObjetivos generales:
* Calentar agua con luz solar pasiva.
Objetivos específicos:
* Analizar la aplicación de las leyes de la termodinámica en este experimento.
* Analizar las propiedades térmicas del los materiales en uso.
MARCO TEÓRICO
Para la producción de vapor de agua utilizando una fuente de energía natural, y utilizando luz solar pasiva debemos tener en cuenta los siguientesaspectos a la hora de diseñar un colector solar simple, según los materiales que hemos escogido para la elaboración de este.
Poliestireno expandido: es un material plástico celular y rígido fabricado a partir del moldeo de perlas pre expandidas de poliestireno expandible o uno de sus copolímeros, que presenta una estructura celular cerrada y rellena de aire. Este material es conocido también comoTelgopor o Corcho Blanco.

GENERALIDADES:
* Los productos y artículos terminados en poliestireno expandido se caracterizan por ser extraordinariamente ligeros aunque resistentes. En función de la aplicación las densidades se sitúan en el intervalo que va desde los 10kg/m3 hasta los 35kg/m3.
* El color natural de poliestireno expandido es blanco, esto se debe a la refracción de la luz.La razón por la cual escogimos este material para la elaboración de nuestro proyecto se encuentra en las buenas propiedades térmicas, y el comportamiento que este material tiene frente al agua y al vapor de la misma, las cuales serán mencionadas a continuación:
* Los productos y materiales de poliestireno expandido presentan una excelente capacidad de aislamiento térmico. De hecho, muchas desus aplicaciones están directamente relacionadas con esta propiedad: por ejemplo cuando se utiliza como material aislante de los diferentes cerramientos de los edificios o en el campo del envase y embalaje de alimentos frescos y perecederos como por ejemplo las cajas de pescado.
Esta buena capacidad de aislamiento térmico se debe a la propia estructura del material que esencialmente consiste enaire ocluido dentro de una estructura celular conformada por el poliestireno. Aproximadamente un 98% del volumen del material es aire y únicamente un 2% materia sólida (poliestireno), siendo el aire en reposo es un excelente aislante térmico.
La capacidad de aislamiento térmico de un material está definida por su coeficiente de conductividad térmica que en el caso de los productos de EPS varía, aligual que las propiedades mecánicas, con la densidad aparente.
* El poliestireno expandido no es higroscópico, a diferencia de lo que sucede con otros materiales del sector del aislamiento y embalaje. Incluso sumergiendo el material completamente en agua los niveles de absorción son mínimos con valores oscilando entre el 1% y el 3% en volumen (ensayo por inmersión después de 28 días). Alcontrario de lo que sucede con el agua en estado líquido el vapor de agua sí puede difundirse en el interior de la estructura celular del EPS cuando entre ambos lados del material se establece un gradiente de presiones y temperaturas.
* Los productos de EPS, como todos los materiales, están sometidos a variaciones dimensionales debidas a la influencia térmica. Estas variaciones se evalúan a...