Comparative study of the efficiency of rectangular and triangular flat plate solar collectors through finite element method

This investigation compared the efficiency of a flat-plate solar collector with triangular and square geometry, by using the finite element method (FEM). The design of the geometries and the utilized parameters for the simulation were obtained from previous publications. SolidWorks was used to model the two collectors, meanwhile, the Fluent module of the ANSYS software was used for the simulation by the FEM. Collectors integrated a pipe of 7 mm internal diameter with a plate thickness of 11 mm; the defined material was aluminum. An ambient temperature of 20 °C was considered, with solar radiation of 1000 W·m-2 and heat transfer surfaces of 61 250 and 122 500 mm2 for the triangular and square collectors, respectively. The quality of the mesh was excellent, obtaining a skewness of 0.2486, with which efficiencies of 62 and 39 % and maximum temperatures of 27 and 25.5 °C were obtained for the triangular and square collectors, respectively. Due to the geometries performing as fins, the temperatures are higher in the corners and, therefore, achieving higher efficiency is impossible

Study of Steam Generation and Distribution in a Hospital to Improve Energy Efficiency Using Thermography, Ultrasound, and Gas Analyzer

This investigation analyzed the energy efficiency of a steam system in a hospital, considering the procedure in ASME EA-3-2009 standard. The obtained boiler energy efficiency was 80.29 %, by applying an energy balance, reaching 15.33 kW for heat losses in the distribution pipes. Two consistent improvement alternatives were proposed, starting by unifying the pipe diameter of the kitchen area of 5 m, generating a reduction of heat loss from 828 to 600 W, which represented a total annual energy saving of around 2.4 GJ/year. The investment cost is USD 47.40, considering the achievement of the break-even point after 9 months, where the insulation of the pipes with glass wool was considered second and it generated a reduction in losses of 5.98 kW, representing a total annual energy saving of about 62.91 GJ/year, which corresponds to approximately USD 1,672. The investment for pipe insulation with a length of 49 m was USD 462, considering the NPV calculation and the possible savings, and the break-even point was reached after approximately 4 months, indicating the economic benefit of applying the two improvement options proposed

Análisis numérico de los mapas de patrones de flujo del refrigerante R600a en un colector/evaporador de una bomba de calor asistida por energía solar

This research work presents a detailed description of the flow patterns maps generated in a horizontal pipe of the collector/evaporator of a direct-expansion solar-assisted heat pump, using R600a refrigerant as working fluid. The study was performed in a pipe with an internal diameter of 3.8 mm and a length of 1000 mm, mass velocities varying between 197.59 and 267.26 kg·m-2·s-1 and heat flux between 72.83 and 488.27 W·m-2; during the experimental tests, an incident solar radiation between 0 and 652.9 W·m-2 was present. The Wojtan, Ursenbacher and Thome correlation was considered for the analysis and the model used does not require iterative calculations; moreover, it carries out a detailed analysis of the different zones present along the pipe. The predominant zones in this study are intermittent, annular and dryout, found in the five tests, however, due to the working conditions in all tests with the exception of test A, mist and stratified-wavy flow were found.En la presente investigación se detallan los mapas de patrones de flujo que se generan en una tubería horizontal de un colector/evaporador componente de una bomba de calor de expansión directa asistida por energía solar, utilizando el refrigerante R600a como fluido de trabajo. El estudio se realizó en una tubería de 3,8 mm de diámetro interno y 1000 mm de longitud, las velocidades de masa variaron entre 197,59 y 267,26 kg·m-2·s-1, el flujo de calor entre 72,83 y 488,27 W·m-2, durante las pruebas experimentales se presentó una radiación solar incidente entre 0 y 652,9 W·m-2. Se consideró para el análisis la correlación de Wojtan, Ursenbacher y Thome, el modelo utilizado no requiere de cálculos iterativos, además, plantea un análisis detallado de las diferentes zonas presentes a lo largo de la tubería, evidenciando una mayor precisión en los resultados. Las zonas predominantes en los resultados de este estudio son intermitente, anular y secado, encontrados en las cinco pruebas, sin embargo, por las condiciones de trabajo en todas las pruebas a excepción de la prueba A, se encontró el flujo niebla y estratificado-ondulado

Diagnóstico del consumo de energía eléctrica en el proceso de destilación de agua en los laboratorios de Ciencias de la Vida de la Universidad Politécnica Salesiana, Sede Quito, Campus Girón, durante el año 2014. Implementación de un destilador solar térmico.

To reduce environmental pollution in the world is necessary to look for renewable energy that is why; this research is focused in the solar power as a clean energy source, because solar energy that we receive from the sun can be transformed and used into electrical energy and thermal energy. For instance, to obtain electrical energy we can use solar panels, and to obtain thermal energy we can use solar stills. The purpose of this investigation is to implement a machine that produces distilled water taking into account the benefits of the sun. This project will be implemented at Salesian University, campus Giron in the Research and Valuation Center of Biodiversity. Therefore, this project will use scientific method, because it will be show how to replace the electrical energy by solar energy and also to determine the energy consumption in the water distillation process using electric energy and solar energy, which is demonstrated by the first law of thermodynamics. To recap, the investment in order to get this kind of machine at Salesian University will get more information about the energy that is used by the water stills GFL 2004 and will provide it a significant save of money in the electrical bill and at the same time it will contribute with the environment care.Para reducir la contaminación ambiental en el mundo es necesario utilizar nuevas fuentes de energías que sean renovables, es por esto que la presente investigación se encuentra enfocada en la energía solar, una fuente de energía limpia, la energía solar que se recibe del sol puede ser transformada y utilizada como energía eléctrica y como energía solar térmica, para obtener energía eléctrica se pueden utilizar paneles solares y para utilizar la energía solar térmica se pueden implementar destiladores solares. El propósito de la presente investigación es implementar una máquina que genere agua destilada utilizando únicamente energía solar. Este proyecto será implementado en la Universidad Politécnica Salesiana, en el campus Girón, en los Laboratorios de Ciencia de la Vida. En la investigación se utilizará el método científico para demostrar que la energía eléctrica puede ser reemplazada por la energía solar y además para determinar el consumo energético y de agua potable en el proceso de destilación de agua utilizando energía eléctrica y energía solar, para esto se utilizarán varias leyes una de ellas la primera ley de la termodinámica, Al realizar la investigación la Universidad Politécnica Salesiana se obtendrá mayor información sobre la energía utilizada por los destiladores para agua GFL 2004 y a la vez se producirá un importante ahorro de dinero en la factura eléctrica y de agua potable por la implementación de la máquina que utiliza energía limpia y, al mismo tiempo que contribuirá con el cuidado del medio ambiente

ALTERNATIVA TECNOLÓGICA PARA ESTIMAR LA DISTRACCIÓN Y SOMNOLENCIA DEL CONDUCTOR MEDIANTE VISIÓN POR COMPUTADOR E INTELIGENCIA ARTIFICIAL USANDO TOF (TECHNOLOGICAL ALTERNATIVE TO ESTIMATE DRIVER DISTRACTION AND SLEEPINESS THROUGH COMPUTER VISION AND ARTIFICIAL INTELLIGENCE USING TOF)

Resumen El documento presenta una alternativa tecnológica que detecta condiciones anormales del conductor a causa de la distracción y/o somnolencia. Utilizando la tecnología de tiempo de vuelo, se determinaron distancias de objetos con la emisión de una señal infrarroja en conjunto con la inteligencia artificial del modelo CANDIDE, además, se mostró el resultado de un algoritmo para seguimiento facial en tiempo real. Para la detección de la distracción fueron considerados tres movimientos faciales, además de un algoritmo de control que relaciona los valores de datos de los vértices, en el rostro del conductor. Finalmente, se obtuvo una interfaz visual que indicó, mediante alertas visuales y sonoras, cuando el rostro del conductor se encontraba fuera de los parámetros aceptados para la conducción. El sistema es autónomo y no debe ser activado y/o configurado por el conductor, utilizó la visión artificial como método de seguimiento, contribuyendo en la reducción de accidentes de tránsito Palabras Clave: Detección de objetos, distracción, Candide, Kinect, time-of-flight. Abstract The document presents a technological alternative, that detects abnormal driver conditions due to distraction and / or drowsiness. Using time-of-flight technology, objects distances were determined with the emission of an infrared signal, in conjunction with the artificial intelligence of the CANDIDE model, besides, the result of an algorithm for real-time facial tracking was shown. For the detection of distraction, three facial movements were considered, in addition to a control algorithm, that relates the data values of the vertices in the driver´s face. Finally, a visual interface was obtained, that indicated by visual and audible alerts, when the driver's face was outside the accepted parameters for driving. The system is autonomous and should not be activated and / or set by the driver, it used artificial vision as a monitoring method, contributing to the reduction of traffic accidents. Keywords: Candide, distraction, Kinect, object detection, time-of-flight

Objeto virtual de aprendizaje, un instrumento de apoyo en la educación para niños con discapacidad

En la presente investigación se realizó la aplicación de un objeto virtual de aprendizaje a estudiantes con discapacidad múltiple, con el objetivo de fortalecer el aprendizaje significativo en los niños. A través de la exploración de los referentes teóricos y metodológicos, se consideró la metodología EICIE, la cual está compuesta por un conjunto de aplicaciones informáticas que sirven para realizar diversos tipos de actividades educativas tales como: rompecabezas, juegos de memoria, asociaciones simples y complejas, operaciones de suma, resta y pantallas de información, las cuales motivaron la participación del estudiante en el aprendizaje, por medio de actividades lúdicas. Se realizó un estudio de carácter descriptivo, analítico y de corte longitudinal, mientras que, las técnicas empleadas fueron la observación y la encuesta. Un análisis de diferencia entre las medias obtenidas en las diferentes actividades realizadas antes y después de la aplicación de un objeto virtual de aprendizaje fue aplicado para evaluar el impacto conseguido al implementar el cuaderno digital. La investigación fue realizada con la participación de 8 estudiantes que presentaban una discapacidad múltiple de características similares, con un promedio entre 10 y 12 años. Los resultados establecieron que existió una mejoría en el desempeño de los estudiantes después del uso del aplicativo en un 86.66 %, aproximadamente

Diseño y construcción de un molino para la extracción de aceite de chonta (fruta de palmeras)

La poca información sobre el chontaduro, una palmera que la podemos encontrar en la Amazonía Ecuatoriana y de su fruto conocido con el nombre de Chonta del cual mediante extracción mecánica se obtiene uno de los aceites con gran valor nutritivo, ha provocado que la mayoría de personas en el Ecuador y el mundo desconozcan sus propiedades medicinales y alimenticias. Con la fabricación de un molino de uso exclusivo para extracción de aceite de chonta, no solo se podrá brindar un avance tecnológico a los habitantes de la Ciudad de Macas, sino también realizaremos una ayuda social, ya que actualmente no existe maquinaria dedicada exclusivamente a la extracción de aceite de chonta. La máquina construida será capaz de superar las expectativas generadas por todas las personas que conocen sobre el fruto no solo en su capacidad de producción sino también en su diseño ergonómico y elegante

Review of the state of art of DX-SAHP systems to obtain domestic hot water

The investigation purpose is to elaborate a detailed review about previous published investigations with direct-expansion solar-assisted heat pumps (DX-SAHP) used for water heating, in the last years. The growing energy consumption, the using of refrigerants that weaken the ozone layer, the greenhouse gases emission to the atmosphere and the global warming effect are the main problems that the conventional water heating systems present. Using hydrocarbons as refrigerants represents a pollution reduction and it is also the best option to replace hydrochlorofluorocarbons and chlorofluorocarbons, due to their low values of global warming potential and ozone depletion potential, close to 0. A DX-SAHP system takes advantage of the thermal solar energy directly by using a bare flat-plate solar collector. These systems provide domestic hot water over 50 °C and heating water volumes until 200 liters reaching COP values higher than 4. Solar energy and the using of alternative refrigerants with a low environmental impact are proposed to reach this purpose

Thermal Analysis of heat sink with Heat Pipes for High Performance Processors

The objective of this document is to propose the thermal analysis of a heat dissipating device by using heat pipes containing different fluids, which are water, refrigerant R134a and methanol for the evaluation of these devices under certain design characteristics, due to the fact that at present the processors have a higher energy consumption and greater processing capacities, which causes a significant elevation of the temperature before demanding workloads. Through the use of the ANSYS simulation software, the thermal study of the device was carried out; in addition, the temperature gradient generated in it when in contact with a hot surface, which is going to be a high performance processor, demonstrating that stable temperatures can be obtained through the use of heat pipes at demanding workloads, ensuring correct operation and cooling of the processor

Análisis numérico de un sistema de calentamiento de agua utilizando un colector solar de placa plana

The objective of the present research work was to carry out a numerical analysis by means of CFD of a flat plate solar collector, in addition to a comparison with experimental results. The working fluid reached a maximum outlet temperature of 20.16 °C at 12:00, the value of solar radiation was determined for the geographical coordinates latitude -0.2252 and longitude -77.84; similarly, at this time it was possible to obtain a temperature of 27.12 °C on the collector surface, as peak value. The lowest performance of the heat transfer device was determined at 10:00 with an outlet water temperature and maximum temperature on the collector surface of 18.65 and 20.48 °C, respectively. The experimental results showed a maximum temperature of 20.93 °C and a minimum temperature of 19.4 °C, resulting in a 4.01 % error between the computational simulation and the experimental data.El objetivo de la presente investigación fue realizar un análisis numérico mediante CFD de un colector solar de placa plana; además, se realizó una comparación con resultados experimentales. El fluido de trabajo alcanzó una temperatura máxima de salida de 20.16 °C a las 12:00, el valor de la radiación solar se determinó para las coordenadas geográficas latitud –0.2252 y longitud –77.84; de forma similar, en este horario fue posible obtener una temperatura de la superficie del colector de 27.12 °C, como valor pico. Se determinó el menor rendimiento del dispositivo de transferencia de calor a las 10:00 con un valor de temperatura de salida del agua y temperatura máxima en la superficie del colector de 18.65 y 20.48 °C, respectivamente. Los resultados experimentales mostraron una temperatura máxima de 20.93 °C y una temperatura mínima de19.4 °C, derivando en un error de 4.01 % entre la simulación computacional y los datos experimentales