Diseño y construcción de un intercambiador de calor que permita aprovechar la energía generada por un concentrador cilíndrico parabólico como equipo de laboratorio funcional para la Facultad de Ingeniería.

En este trabajo de grado se realizó la implementación de un concentrador cilíndrico parabólico (CCP) acoplado a un intercambiador de calor (IC) como equipo de laboratorio para la enseñanza de la energía térmica solar en la Facultad de Ingeniería. Se diseñó y construyó un intercambiador de calor de tubos concéntricos, se restauró el CCP cambiando piezas dañadas, mejorando componentes y actualizando el sistema de seguimiento del sol mediante una tarjeta de desarrollo Arduino; de igual manera, se implementaron sensores en el intercambiador de calor de flujo y temperatura, así como el acondicionamiento de bombas de agua para garantizar el movimiento del fluido en el sistema CCP+IC. Para este desarrollo se trabajaron fenómenos relacionados con la trayectoria del sol, la radiación y transferencia de calor en el CCP y la transferencia de calor y su acumulación en el IC. Se hizo un análisis bajo metodología QFD para la selección del modelo de intercambiador de calor más apropiado para el sistema aquí dispuesto, según requerimientos técnicos, de eficiencia y recursos. En consecuencia, se definieron parámetros geométricos y de materiales para el diseño del IC, se presenta modelado y cálculos para dimensiones del IC y su respectivo acople al CCP, que se utilizaron para la respectiva construcción y mejoramiento del equipo desarrollado. Finalmente se propone la estructuración del equipo como recurso didáctico para prácticas experimentales, mediante el diseño de dos guías de laboratorio, como aporte a los procesos formativos que podrán ser utilizadas en la Facultad de Ingeniería para los programas de Mecánica, Ambiental y la Maestría.Universidad Libre - Facultad de ingeniería - Ingeniería mecánicaIn this degree work, the implementation of a parabolic cylindrical concentrator was carried out (CCP) coupled to a heat exchanger (IC) as laboratory equipment for the teaching of solar thermal energy at the Faculty of Engineering. A concentric tube heat exchanger, the CCP was restored by changing damaged parts, upgrading components and upgrading the sun tracking system using a card Arduino development; Similarly, sensors were implemented in the heat exchanger. flow heat and temperature, as well as the conditioning of water pumps for ensure fluid movement in the CCP + IC system. For this development, phenomena related to the trajectory of the sun, the radiation and heat transfer in the CCP and heat transfer and its accumulation in the IC. An analysis was carried out under the QFD methodology for the selection of the most appropriate heat exchanger for the system provided here, according to requirements technical, efficiency and resource. Consequently, geometric parameters and of materials for the IC design, modeling and calculations for IC dimensions are presented and their respective coupling to the CCP, which were used for the respective construction and improvement of the developed equipment. Finally, the structuring of the team is proposed as a didactic resource for experimental practices, through the design of two guides of laboratory, as a contribution to the training processes that may be used in the Faculty of Engineering for the Mechanics, Environmental and Master's programs