Super User
C. A. Arancibia-Bulnes, R. Peón-Anaya, D. Riveros-Rosas, J.J. Quiñones, R. E. Cabanillas, C.A. Estrada
Norma Rodríguez-Muñoz, N. A., Carlos A. Pérez-Rábago, Fernando Hinojosa-Palafox, Claudio A. Estrada.
Abstract
In the solar central tower systems, receivers that allow the absorption of concentrated sunlight are used to transfer thermal energy into a fluid. In the design of solar thermal receivers, several aspects are to be considered: reliability of the material surface, efficient heat transfer and the reduction of thermal losses. Therefore, volumetric thermal receivers have great potential for the production of thermal energy and have become an attractive option. This study numerically analyzes behavior of temperature and velocity profiles in a volumetric receiver. Temperature and velocity fields in several depths of the receiver are analyzed; this study provides preliminary results useful for a future experimental study. A parametric study of effects such a variation of velocity at the inlet of the receptor and two different boundary conditions are presented.
Transferencia de calor en receptores volumétricos para sistemas de energía solar térmica
E. Anguera, R. Pérez-Enciso, C.A. Pérez-Rábago, Arancibia-Bulnes C.A., C.A. Estrada
Abstract
The evaluation of the first prototypes of radiative flux homogenizers, for concentration photovoltaic applications, were tested in the High Flux Solar Furnace (HoSIER), at the Institute of Renewable Energies at UNAM. As a part of the design, homogenizers were modeled and simulated with distinct geometries for a variable length, through the ray trace software SOLTRACE. A square were selected as a transversal area of the homogenizer, since it presents the best uniformity value in the distribution of radiative flux intensities for a target placed at 1m of distance from the focus. In order to corroborate the computational experiments two hollows homogenizers with square transversal area sand reflective interior walls were built, one with front surface mirrors and the other with back surface mirrors both of 50 cm of length, and they were characterized taking pictures with a CCD camera, by scanning the length.
Diseño y caracterización de prototipos de homogeneizadores de alto flujo radiativo para el HoSIER
Ceballos-Mendivil L.G., Cabanillas-López R.E., Tánori-Córdova J.C., Murrieta-Yescas R., Villafán-Vidales H.I., Estrada C.A.
Abstract
In this work we show the analytical study of radiative heat exchange in a proposed calorimeter to measure the properties of absorptivity and emissivity of materials under high temperatures produced by the highly concentrated solar radiation of the Solar Oven at Renewable Energy Institute of UNAM (HoSIER), that allowed us to detect the need for a modification to the design of the prototype in order to get proper measurements.
Moreno-Álvarez L., Pérez-Rábago C., Pérez-Enciso R., Estrada C.
Abstract
In this work we show the analytical study of radiative heat exchange in a proposed calorimeter to measure the properties of absorptivity and emissivity of materials under high temperatures produced by the highly concentrated solar radiation of the Solar Oven at Renewable Energy Institute of UNAM (HoSIER), that allowed us to detect the need for a modification to the design of the prototype in order to get proper measurements.
Carlos Pérez-Rábago, Lúar Moreno-Álvarez, Ricardo Pérez-Enciso, Alejandro Bautista-Orozco y Claudio Estrada
Abstract
Experimental results of the campaign to determine a method for measuring the temperature of a surface exposed to the highly concentrated radiation at HoSIERthrough three different conditions: quartz window, PYREX® window and without window are presented in this paper. It seeks to achieve a method for measuring the surface temperature without any thermocouple contact, preventing its overestimation due to the effect of the surface's radiosity itself.This methodology is able to determine a correction factor of the emissivity (FCε) depending on the incident temperature. In addition to determine the temperature difference overestimated due to the component of the radiation reflected by the surface.
Esta instalación tiene como objetivo realizar investigación, desarrollo tecnológico e innovación en sistemas fotovoltaicos con concentración solar. Entre los estudios que se realizan está la caracterización óptica de flujos radiativos incidentes en celdas solares fotovoltaicas, la caracterización térmica de los sistemas de enfriamiento de las celdas fotovoltaicas con concentración solar, la caracterización eléctrica de modulos de sistemas fotovoltaicos con concentración a diferentes flujos radiativos concentrados y diferentes temperaturas. Así mismo en esta instalación se puede realizar y pruebas de sistemas fotovoltaicos con concentración solar atendiendo normas internacionales.
El Laboratorio de Síntesis y Caracterización de Fotocatalizadores Nanoestructurados. Este laboratorio está equipado con mesas de laboratorio para química básica y síntesis de materiales, campanas de humos, equipo de depósito químico sol-gel, y muflas para tratamientos térmicos de materiales.
Adicionalmente este laboratorio cuenta equipo analítico tal como un Microscopio Electrónico de Barrido por Emisión de Campo FE SEM S-5500 de alta resolución espacial (0.4 nm), un equipo Bruker de espectroscopía FTIR modelo Equinox 55, un Microscopio Electrónico de Tunelaje (STM) y un dispositivo Kelvin para determinación de la Función de Trabajo. Este laboratorio también cuenta con electrónica requerida para poder llevar a cabo medición corriente-voltaje en muestras semiconductoras por medio de curvas I(t), V(t), I v.s. V y respuesta espectral.
Con base en lo descrito anteriormente, se considera que se construyó una infraestructura analítica muy adecuada para llevar a cabo el estudio de materiales fotocatalíticos micro y nanoestructurados de primer nivel.
El instituto de Energías Renovables cuenta con una Unidad de Maquinado de Control Numérico equipada con un Centro de Maquinado CNC fresa para que el personal académico de dicho instituto pueda realizar el trabajo de maquinado especializado (diseño matemático, acabado especial y programación CAD-CAM) requerido por sus líneas y proyectos de investigación. El Centro de Maquinado CNC Fresa adquirido por medio del proyecto CONACYT-UNAM titulado “Laboratorio Nacional de Concentración Solar y Química Solar” en el año 2010.
Objetivos
Apoyar a los centros e institutos de la UNAM ubicados en el Campus Morelos en el diseño de piezas de alta precisión, diseño matemático y maquinados en serie, los cuales solo pueden ser llevados a cabo en Centros de Maquinado de Torno y Fresa.
Justificación
En múltiples ocasiones, los trabajos de investigación requeridos por los investigadores tanto del IER, como del ICF requiere del diseño de piezas de alta precisión, diseño matemático, maquinados en serie y acabados especiales para la fabricación de cámaras de vacío para aceleradores de partículas, Sistemas de Superficies (XPS, AES, ISS, UPS), Microscopía Electrónica de Tunelaje (STM) , manipuladores, lentes con acabado espejo, concentradores solares, perfiles aerodinámicos, alas, aspas, heliostatos, manipuladores, sistemas de transferencia de muestras, bridas, conectores, reductores, platos bipolares para celdas combustible, hélices, etc., los cuales son imposible de realizar en maquinaria convencional tales como torno, fresa, cepillo y taladro. Es muy común que los trabajos a realizar requieren materiales de acero inoxidable, acero al carbón, aluminio, bronce, latón, magnesio, nylacero y acrílico, entre otros.
Dada la alta precisión, el diseño matemático, y en muchos casos los maquinados en serie, dichos trabajos obligan a los investigadores del IER y del ICF a adquirir Centros de Maquinado CNC totalmente computarizados, con software especializado (CAD CAM, auto CAD y Solid Works, entre otros) y que sean capaces incluso de interpretar ecuaciones sofisticadas y complejas.
Se considera que al incrementar la capacidad del CNC Fresa con el CNC torno se complementará de manera natural las distintas clases de maquinado exigidos por piezas con diseño matemático complejo.
El contar con un centros de maquinado CNC permite a los investigadores de centros e institutos de la UNAM ubicados en el Campus Morelos no solo de llevar a cabo trabajos de alta calidad sino de elevar también la calidad de su infraestructura de laboratorio desarrollada y de proporcionar un maquinado y acabado profesional al desarrollo de prototipos y desarrollos tecnológicos.
CNC Fresa
- American Vertical Bed Mill Model: VBM–1000, 4-Axis CNC with Anilam® 5300 Control
- Calidad Certificada ISO 9002
- Capacidad de desplazamientos: X=42”; Y=22”; Z=24
- Superficie de mesa de trabajo de 14 "x 52" (356 x 1320 mm) para matrices grandes y moldes, con viajes expandido eje X de 42"
- Cabezal con desplazamiento en el eje vertical de 6” ya sea con alimentación manual o eléctrica, velocidad variable 70 ~ 4200 rpm, husillo cónico N º 40 y 10 HP
- Control numérico ANILAM 5300 Series 5-Star con programación integrada CAM, molde mejorado y capacidad de gráficos isométricos de color y edición avanzada
- Doble programación: Material de construcción Meehanite de alta calidad producida de acuerdo con la norma ASTM
- Pantalla táctil de conversación y programación estándar en código G
- Interface RS-232
- Velocidades del husillo, marcación manual, Variable 70 a 4200 RPM
- Cabeza giratoria, derecha-izquierda ± 90 º
- Servomotores X-Y-Z Servo Drives D.C
