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trabajo sobre radiación solar
EVALUACION DEL COEFCIENTE DE TRANSMITANCIA Y ADSORTANCIA
1. OBJETIVOS:
a. OBJETIVOS GENERALES:
i. EVALUAR EL COMPORTAMIENTO DEL COEFICIENTE DE TRANSMITANCIA Y
ADSORTANCIA.
b. OBJETIVOS ESPECIFICOS:
i. Realizar las curvas características para los diferentes coeficientes de
transmitancia y adsortancia.
ii. Medir y conocer los instrumentos necesarios para la toma de datos.
iii. Medir la radiación superficial horizontal y verificar su comportamiento en
el tiempo.
2. MARCO TEORICO:
Definición Práctica:
Adsortancia.- Fracción de la radiación incidente sobre un cuerpo que es absorbida por el mismo.
Transmitancia.- Fracción de la radiación total incidente sobre un cuerpo que es transmitida por el
mismo.
Definición teórica:
COEFCIENTE DE TRANSMITANCIA
El coeficiente de transmitancia se emplea para expresar la capacidad aislante de un elemento
constructivo particular formado por una o más capas de materiales.
Transmitancia de la cubierta para la reflexión.- Si la cubierta es transparente se desprecia la
absorción, α = 0, y: - La fracción (1 - ρ) del haz incidente llega a la segunda superficie interfacial.
De ésta fracción, (1 - ρ)2 la atraviesa y ρ(1−ρ) se refleja hacia la primera - Y así sucesivamente.
La transmitancia para la reflexión τr para una sola cubierta, con absortancia nula α = 0, es:
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Transmisión a través de una ola cubierta
Y para un sistema de N cubiertas, todas del mismo material:
Válida para cada una de las componentes de polarización.
Para ángulos inferiores a 40°, la transmitancia de un sistema de cubiertas se puede calcular
usando la reflectancia media ρ; así para un sistema con dos cubiertas se tiene:
Transmitancia de la cubierta para la absorción.- La absorción de la radiación en un medio
parcialmente transparente se basa en la ley de Bouger, según la cual, la radiación absorbida en
una distancia dx del camino óptico recorrido en el medio es proporcional a la intensidad local I
en dicha zona y a la distancia recorrida por la radiación en el mismo, de la forma:
En la que k es un coeficiente de extinción que se supone constante para las longitudes de onda
del espectro solar. Supuesto que el camino total que recorre el rayo luminoso a través del medio
es x, al integrar la ecuación anterior entre 0 y L se obtiene el valor de la transmitancia τa
considerando sólo la absorción:
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Para el cristal, el valor de k varía desde 0,04/cm para cristales tipo Water White, con un bajo
contenido en Fe2O3, hasta valores del orden de 0,32/cm para cristales bastos, con alto
contenido en Fe2O3.
Los medios transparentes transmiten selectivamente, por cuanto τ es función de la longitud de
onda de la radiación incidente. El cristal se utiliza en colectores solares como cubierta y puede
absorber una pequeña porción del espectro de energía solar si su contenido en Fe2O3 es bajo. Si
su contenido en Fe2O3 es alto, absorberá la parte infrarroja del espectro solar. El cristal se hace
opaco en longitudes de onda superiores a unos 3 µm por lo que se puede considerar opaco para
las radiaciones de onda larga. Las cubiertas de los colectores solares se pueden fabricar de
plástico; su transmitancia puede llegar a depender de la longitud de onda aún más que el cristal,
por lo que ésta se puede calcular en la forma:
Si α y τ son función de la longitud de onda, la fracción absorbida por una placa absorbente es:
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COEFICIENTE DE ADSORTANCIA
3. INSTRUMENTOS Y MATERIALES:
TERMOCUPLA:
Las termocuplas son el sensor de temperatura más común utilizado industrialmente. Una
termocupla se hace con dos alambres de distinto material unidos en un extremo (soldados
generálmente). Al aplicar temperatura en la unión de los metales se genera un voltaje muy
pequeño (efecto Seebeck) del orden de los milivolts el cual aumenta con la temperatura.
ANEMÓMETRO:
El anemómetro o anemógrafo es un aparato meteorológico que se usa para la
predicción del clima y, específicamente, para medir la velocidad del viento.
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RADIOMETRO
El radiómetro, es un instrumento para detectar y medir la intensidad de energía térmica
radiante, en especial de rayos infrarrojos.
4. PROCEDIMIENTO DE LA PRACTICA:
La práctica de EVALUACION DEL COEFICIENTE DE TRANSMITANCIA Y ABSORTANCIA, fue
realizada en las horas de la tarde (a las 15.00 horas del día con fecha 04/05/2015), el cual
se empezó a tomar datos desde las 15:08 hrs. Midiendo así la temperatura del aire, la
velocidad del aire y finalmente la radiación superficial horizontal, realizada sobre y debajo
del vidrio de doble espesor. Se colocó una mesa el cual sirvió de apoyo para colocar una
caja de madera (figura N°5), y encima se colocó un vidrio de doble espesor.
Se realizó las mediciones como se muestra en la figura N°4 y especialmente para la
radiación se tomó la medición dentro de la caja y fuera de la caja.
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NOTA: Las mediciones se realizaron hasta las 17.00 horas debido a que los datos que
estuvimos obteniendo cada vez si volvían constantes y la radiación se volvía cada vez más
difusa.
Al promediar las 16.40 horas la evaluación de la radiación se vio interrumpida por que
delante del sol, un edifico nos hacía sombra y los datos variaron drásticamente como más
adelante se probara.
A continuación se muestra las fotos y figuras características del proceso de la práctica.
Figura N°1: Instrumento utilizado para medir la temperatura del aire (termocupla).
Figura N°2: Instrumento para medir la velocidad del aire llamado anemómetro.
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Figura N°3: Instrumento para medir la radiación.
Figura N°4: En la siguiente foto estamos realizando las mediciones pertinentes a la
evaluación, los instrumentos utilizados son los antes mencionados.
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Figura N°5: Esta fue la disposición de la mesa al realizar las mediciones
Figura N°6: En esta imagen se puede apreciar la gran sombra que hace el edificio continuo
y afecte las mediciones de radiación
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5. CALCULOS Y RESLTADOS:
El siguiente cuadro muestra los valores obtenidos durante la medición, como se puede apreciar las
mediciones se hicieron cada 12 min.
Datos: RADIACION (W/m2)transmitancia
TIEMPO TEMP.(°C) VELOC.(m/s) ENCIMA DEBAJO
15:08 25 2.4 502.4 456.6 0.91
15:20 26 2.8 471.7 444.3 0.94
15:32 25 3.6 453.7 317.4 0.70
15:44 24 3.6 416.3 286.7 0.69
15:56 25 2.3 350 227.4 0.65
16:08 24.5 2.7 325.6 199.1 0.61
16:20 24 3.4 255.7 165.7 0.65
16:32 24 2.1 217.2 138.5 0.64
16:44 23 1.5 179.6 99.5 0.55
16:56 22 2.2 56.5 34.2 0.61
17:08 22 2.2 51.8 34.3 0.66
CUADRO N°1: Datos características de la Radiación, la velocidad del viento, la temperatura
conforme pasa el tiempo.
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14:52 15:07 15:21 15:36 15:50 16:04 16:19 16:33 16:48 17:02 17:160
100
200
300
400
500
600
COMPORTAMIENTO DE LA CURVA DE RADIACION
ENCIMA DEBAJO
GRAFICO N°1: el comportamiento de la radiación fuera de la placa de vidrio se mostró mayor que
la radiación medida debajo ya que el vidrio presenta las características siguientes:
Es por eso que la radiación disminuye
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6. CONCLUSIONES:
7. BIBLIOGRAFIA:
http://files.pfernandezdiez.es/EnergiasAlternativas/solar/PDFs/02solar.pdf
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