Browsing by Author "Espinoza Figueroa, Pablo Esteban"
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Thesis Comportamiento termo-mecánico de un recibidor solar de geometría rectangular operado con sodio de una planta de concentración solar de potencia(2022-05) Espinoza Figueroa, Pablo Esteban; Estay Barrientos, Danilo; Departamento de Ingeniería Mecánica; Barraza Vicencio, RodrigoLas plantas de concentración solar de potencia son una alternativa viable para la generación de energía renovable a través del calor entregado por el sol. Uno de los componentes críticos de este tipo de plantas, y que está expuesto a condiciones extremas de operación, es el recibidor solar, ya que este recibe la luz del sol reflejada a través de los heliostatos. El recibidor se encarga de traspasar el calor de la radiación hacia el fluido de transferencia de calor, por lo que se encuentra expuesto a esfuerzos térmicos considerables. La luz del sol deja de llegar durante la noche, lo que lleva a la fatiga, además existen otras variables que afectan al sistema, como la presión interna del fluido o la flotabilidad. Por otro lado, estas plantas están expuestas a un alto calor por un largo periodo de tiempo, por lo que el creep podría ser un componente importante. El factor más importante de este estudio es la geometría del recibidor. Tradicionalmente esta es tubular y en este trabajo se hará una equivalencia para trabajar con una geometría rectangular de razón 2:1, y así después estudiar cómo afectan variables como la curvatura de las esquinas, la presión interna o la flotabilidad a la distribución de esfuerzos y temperaturas. Los resultados muestran que, al aumentar la presión interna, aumentan los esfuerzos. La flotabilidad se mide a través del número de Richardson, y se llega a la conclusión de que cuando la flotabilidad está presente la transferencia de calor en las esquinas aumenta, mientras que disminuye en el centro. Finalmente está la curvatura de las esquinas, y se llega al resultado esperable de que cuando se tiene una esquina muy aguda se produce una concentración de esfuerzos en estas, por lo que el esfuerzo máximo disminuye al suavizarlas. Finalmente, se propone una metodología para estudiar los efectos del creep y la fatiga en el tiempo de vida del recibidor, para así saber, si con las condiciones en las que se trabaja se llegará a los 30 años de vida esperados sin que el creep dañe considerablemente al equipo. Se concluye que, para las condiciones de trabajo usadas en este estudio, el creep no es un factor importante a considerar, por lo que puede ser despreciado.
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