Simulación numérica de la fusión y la solidificación de parafina confinada en un banco de tubos horizontales para su uso en almacenamiento térmico

Abstract

El presente documento contiene una descripción de la teoría y el procedimiento que se usó para simular, por medio de dinámica computacional de fluidos (ANSYS FLUENT), el comportamiento de la cera de parafina comercial como material de cambio de fase para su uso en un secador solar de túnel tipo Hohenheim a través de un banco de tubos horizontales. Se tomó en cuenta la variación de la energía térmica disponible de un día normal y se supusieron aumentos de hasta un 20%, 40% y 60% en dicha energía con el fin de ampliar los posibles resultados que se pudieran llegar a tener si se usan mecanismos de concentración solar. También se simularon diferentes parafinas con puntos de fusión de 35 °C, 44 °C, 47 °C, 50 °C, 54 °C, 60 °C, 62 °C y 64 °C en configuraciones como único o múltiple material con el fin de aprovechar mejor las mejoras supuestas antes mencionadas.

This document contains a description of the theory and procedure used to simulate, through computational fluid dynamics (ANSYS FLUENT), the behavior of commercial paraffin wax as phase-shifting material for use in a Hohenheim-type tunnel solar dryer through a horizontal tube bank. The variation in available thermal energy of a normal day was taken into account and increases of up to 20%, 40% and 60% in that energy were assumed in order to expand the possible results that could be had if solar concentration mechanisms were used. Different paraffins with melting points of 35 °C, 44 °C, 47°C, 50 °C, 54 °C, 60 °C, 62 °C and 64 °C were also simulated in configurations such as single or multiple material in order to better take advantage of the alleged improvements mentioned above.