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Índice pag.OBJETIVO...........................................................................................................................................................2

JUSTIFICACIÓN.................................................................................................................................................2

MISIÓN................................................................................................................................................................2

VISIÓN.................................................................................................................................................................2

ANÁLISIS FODA................................................................................................................................................3

FORTALEZA..................................................................................................................................................3

OPORTUNIDADES........................................................................................................................................3

DEBILIDADES...............................................................................................................................................3

AMENZAS......................................................................................................................................................3

OBJETIVOS ESTRATÉGICOS.....................................................................................................................4

INTRODUCCIÓN................................................................................................................................................4

ANTECEDENTES...............................................................................................................................................7

DESCRICION DEL PROYECTO.......................................................................................................................8

DESARROLLO....................................................................................................................................................9

DISEÑO...............................................................................................................................................................9

SISTEMA DE CONCENTRACIÓN...............................................................................................................9

..................................................................................................................................................................11

SISTEMA DE TRANSFERENCIA DE CALOR.........................................................................................14

SISTEMA DE ALMACENAMIENTO.........................................................................................................16

SE CONSIDERA LA SIGUIENTE CONSTRUCCIÓN FÍSICA DEL PROTOTIPO DE CALENTADOR.. .17

DISEÑO DE LOS ELEMENTOS QUE CONFORMARAN LA ESTRUCTURA QUE SOPORTARA A TODO EL EQUIPO EN FUNCIONAMIENTO................................................................................................18

SOLDADURA...................................................................................................................................................18

A CONTINUACION SE PRESENTA LA SIMULACIÓN CORRESPONDIENTE DE SOLDADURA EN EL PAQUETE DE SOFWEARE PARA DIBUJO SOLID WORKS.....................................................19

RESORTE..........................................................................................................................................................22

SIMULACIÓN DEL RESORTE...................................................................................................................24

TORNILLO........................................................................................................................................................25

AHORA SE PRESENTA EL RESULTADO DEL DISEÑO DE UN TORNILLO EN EL SOFWARE SOLID WORKS, ASI COMO TAMBIEN LA SIMULACIÓN...................................................................26

PERNO Ó REMACHE.......................................................................................................................................28

A CONTINUACION SE PRESENTA LA SIMULACIÓN CORRESPONDIENTE A PERNOS EN EL PAQUETE DE SOF WAERE SOLID WORKS...........................................................................................29

CONCLUSIONES..............................................................................................................................................30

REFERENCIAS.................................................................................................................................................31

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OBJETIVOSe desarrollará el diseño de un calentador solar parabólico para agua de uso doméstico haciendo énfasis en los elementos estructurales que serán primordiales en las estructura de soporte.

JUSTIFICACIÓNEste proyecto es de gran importancia porque coadyuvará a la fabricación de un sistema de calentamiento de agua por medio de el aprovechamiento de la geometría del cilindro parabólico en cuanto a sus propiedades de concentración de los rayos solares de manera conveniente con el fin de calentar agua, esto contribuirá a disminuir el gasto económico por parte de las familias, en lo que se refiere a su demanda de energía destinada al calentamiento de agua. Así mismo contribuir a que la sociedad tenga acceso a la energía que necesita, valiéndose de nuevas y más generales maneras para su obtención, basadas ahora en este tipo de tecnologías y así ayudar a satisfacer la creciente demanda de energía por parte de la sociedad.

Como también se consigue contribuir a la disminución de emisión de gases de efecto invernadero y demás sustancias contaminantes, producidas para fines de la obtención de energía destinada al calentamiento de agua.

MISIÓN

Somos una organización de alumnos de educación superior, enfocada a dar soluciones a problemas comunes utilizando energías alternativas en el rubro residencial, considerando importancia que tiene en el medio ambienté.

VISIÓNSer un grupo de profesionistas que contribuyan con la creación de una industria enfocada a la aplicación de las energías alternativas para satisfacer las necesidades de la sociedad.

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ANÁLISIS FODA

FORTALEZA Implementación de un sistema innovador, que permita el acceso a las

personas a la energía que necesita. No se utiliza energías convencionales. Disminución de gasto para las familias en cuanto al calentamiento de agua. Bajo costo de operación y mantenimiento

OPORTUNIDADES En la región de ciudad Serdán aún no se tiene gran penetración de este

tipo de tecnologías. Existe un gran mercado en la región La creciente demanda de energía por parte de la sociedad.

DEBILIDADES La poca experiencia en los miembros de este grupo de estudiantes. Que el posible mercado no acepte el sistema de calentamiento. Que consideren que el precio del sistema es elevado.

AMENZAS Como el sistema es simple se teme a que alguien lo robe y nos realice

competencia. Que los clientes muestren desprecio al producto (miedo a nuevos

productos).

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OBJETIVOS ESTRATÉGICOS.

Desarrollar un diseño adecuad en lo que concierne al sistema de captación y transferencia de los rayos solares.

Obtener la estructura del soporte que sostendrá a todo el sistema en funcionamiento, para ello se realizara un análisis de los elementos que serán primordiales en dicha estructura.

Establecer un sistema de manera que sea funcional y conveniente para poner a disposición de la sociedad.

INTRODUCCIÓN Fueron dos los factores que definieron que el uso de las energías renovables sea un campo muy activo el día de hoy: - El gran daño que se está causando al medio ambiente con el uso de combustibles fósiles. - Lo escases de este tipo de combustibles que se prevé para los siguientes años.

Es por eso que, son necesaria propuestas diversas en cuanto a cómo se deben usar dichas energías renovables. Es clásico conocer que tales fuentes son: energía solar, energía eólica, energía hidráulica, energía geotérmica, etc. En la primera centraremos nuestra atención porque el Sol es, quizá, la mayor posible fuente de energía, y veamos por qué. Desde el punto de vista energético, la masa solar que por segundo se irradia al espacio en forma de partículas de alta energía y de radiación electromagnética es aproximadamente de 5,6x1035 GeV y de ella, la Tierra recibe en el exterior de su atmósfera un total de 1,73x1014 kW, es decir 1,353 kW/m2 [1], la cual se conoce como constante solar y cuyo valor fluctúa en un ±3% debido a la variación periódica de la distancia entre la Tierra y el Sol. De toda la energía mencionada, el 30% es reflejado por la atmósfera al espacio exterior. El 23% se utiliza en la evaporación de los océanos. El 47% se utiliza para calentar la atmósfera. Y una minúscula parte (menor al 1%) se utiliza en los procesos de formaciones de vientos y fotosíntesis.

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Del 47% de energía solar que se mencionó que se utiliza para calentar la atmósfera, solo el 31% logra hacer contacto directo con la superficie terrestre, porque el otro 69% se pierde en el trayecto (ya sea por absorción de la tropósfera, reflejo de las nubes, el polvo, la humedad, etc.) Estos valores mencionados son el promedio sobre todo nuestro planeta. Esto se podría traducir en que, bajo condiciones óptimas, la radiación solar sobre la superficie terrestre podría llegar a 1Kw/m2 (un valor muy ideal). Este valor no diverge mucho de la radiación solar recibida en determinadas regiones en nuestro país, y de hecho nuestro país es uno de los más privilegiados en ese aspecto.

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Como se vio, la presencia de la atmósfera reduce notablemente la radiación solar incidente sobre la superficie de la tierra, puesto que la atmósfera, en función a sus constituyentes gaseosos y aerosoles presentes en ella, tiene la capacidad de absorber, dispersar y reflejar la radiación solar. La cantidad de radiación que llega a la superficie terrestre es mayor si menor es la concentración de ozono, vapor de agua, dióxido de carbono y aerosoles en la atmósfera. La concentración y cantidad de los 3 últimos disminuye con la altitud; por esta razón en el Perú, debido a su orografía, la radiación solar incidente aumenta considerablemente en la Sierra peruana. Esta región se encuentra principalmente entre los 2000 y 3000 metros de altitud y ocupan un 30 % del territorio nacional. Entonces se puede notar que nuestro país tiene un potencial muy grande en cuanto a uso de este recurso. El problema sigue siendo el mismo: las tecnologías aplicables dentro del mercado tienen costes muy elevados en comparación con el ingreso del campesino normal que habita en la sierra. Por ejemplo si hablamos de paneles solares para generación de energía eléctrica, uno de estos que solo genere 100 watts tiene un costo aproximado de 400 dólares. ¿Se le puede pedir a un campesino que gaste 400 dólares (omitiendo los gastos de instalación, mantenimiento y los sistemas de regulación que un panel de por sí exige) para comprar un panel solar para que prenda un par de fluorescentes cuando él puede ir, cortar un árbol, y prender fuego sin gastar un solo dólar? Este costo se debe a la poca eficiencia (15%) que poseen estos aparatos. Aunque actualmente existen alternativas para poder obtener una mayor energía de un panel solar, un ejemplo claro son los paraboloides de revolución que se están utilizando en Australia para concentrar una mayor cantidad de energía solar sobre un panel solar.

En el presente trabajo, se presentará una alternativa para aprovechar la energía solar en procesos de calentamiento de agua a través de un sistema de colección

solar parabólico automatizado. Esta alternativa es un poco más aplicable y rentable a nuestra población, debido a nuestro alto potencial en recursos solares y

que no necesita de especialistas en el tema, solo un poco de perseverancia.

Fig. 1 Recurso solar a nivel mundial

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ANTECEDENTES.Las fuentes convencionales de energía actuales están en decaimiento debido a que se están terminando los combustibles fósiles, que se emplean más comúnmente para producir energía eléctrica, en lo correspondiente a la que es utilizada para el funcionamiento de resistencias en el calentamiento de agua. Así mismo ocurre con el gas natural, gas lp, y otros derivados del petróleo que son utilizados de manera generalizada para calentar agua.Aunado a esto el aumento de la población trae con ello la creciente demanda de energía para satisfacer dicha necesidad de energía y por lo tanto el requerimiento de una cantidad mayor de recursos. Todo esto trae como consecuencia una mayor dificultad en la obtención de la energía para satisfacer la demanda, lo que a su vez provoca un aumento en el costo económico para las familias en lo referente a la obtención de energía (gas y electricidad).Como se menciona en el apartado anterior, las tecnologías que han alcanzado el mercado por el momento son la de aceite para cilindro-parabólicos y la de vapor saturado para torres. Sin embargo, aún es amplio el abanico de opciones que hay que estudiar, principalmente en lo que respecta al uso de otros fluidos de trabajo. Actualmente, se llevan a cabo en la Plataforma Solar de Almería (PSA) proyectos de investigación relacionados con las siguientes tecnologías.Este último caso representa la tecnología de generación directa de vapor, conocida bajo las siglas GDV, que es considerada como una de las vías más prometedoras para lograr abaratar el coste de la electricidad producida con plantas solares termo-eléctricas de colectores cilindro parabólico.La potencia eléctrica de esta planta es de 3 MW y contará con un campo solar de 21.700 m2 de área de captación.Actualmente en el mercado probable en la región de ciudad Serdán no se puede apreciar el uso de un sistema igual, solo existen calentadores solares regidos bajo un principio diferente que consideramos que es menos eficiente.A la vez que el uso de dichos sistema basados en el aprovechamiento de alguna energía alternativa es muy escaso o poco común.

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DESCRICION DEL PROYECTO

El aprovechamiento de la energía solar consiste en la conversión directa de la energía solar en calor y en electricidad llamadas conversión fototérmicos y fotovoltaica.La tecnología solar de concentración se basa en; el uso de espejos móviles con geometría parabólica para reflejar y a la vez concentrar la radiación solar sobre un sistema receptor. Esta radiación solar concentrada se utiliza para aumentar la temperatura de un fluido de trabajo que circula por dicho sistema receptor. Mediante este método, es relativamente sencillo obtener vapor de agua sobrecalentado. Por tanto, dada la abundancia del recurso solar en muchos países, entre ellos México, a los problemas asociados a la dependencia energética del exterior y al uso de los combustibles fósiles, resulta evidente que se debe explorar la viabilidad del aprovechamiento de la energía solar mediante la tecnología de concentración.Los principales sistemas y dispositivos en la fototérmicos la temperatura pueden ser bajos, intermedios y altos.

Una vez determinado el diseño más eficiente del calentador solar mediante el sistema concentrador-colector-termosifón. El cual es una alternativa de fuente de obtención de energía y que a su vez contribuye a la disminución del gasto económico de las familias.Partiendo de que se tiene una estructuración de las actividades que son necesarias para poder llevar a cabo la producción del sistema de calentamiento de agua.Desarrollar la infraestructura necesaria y adecuada para un funcionamiento como entidad productiva.Establecer una entidad que provea del sistema de calentamiento de agua en la región de Ciudad Serdán, y así permita a las personas tener alcance este tipo innovador de tecnologías para satisfacer parte de sus necesidades en energía para los fines mencionados.

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DESARROLLOA continuación se realizara la descripción de las características del sistema de captación y transferencia de calor, provisto por los rayos solares y transmitido al agua de uso domestico

DISEÑO.

SISTEMA DE CONCENTRACIÓN

Disposición óptima del sol para el calentador:Para lograr un aprovechamiento máximo en un sistema de concentración, estos concentradores deben tener un mecanismo que les permita seguir el movimiento del sol a lo largo del día, con el objeto de que la radiación sea mayor, lo cuál se puede lograr manualmente o con un pequeño motor unido al colector, este tipo de colectores se denomina de seguimiento.Dependiendo de la forma que tenga el colector, los rayos solares se concentran en un punto llamado foco. Para fines del espejo de reflexión, comúnmente se utilizan acrílicos aluminizados por electro-depositado. Estos concentradores tiene una eficiencia de 40% a 60% y cuando son de pequeña dimensión alcanzan temperaturas de 100 a 300 grados centígrados.

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Figura 2. Concentración de los rayos solares en una línea.

Para concentrar los rayos solares en una línea se pueden utilizar varias configuraciones de espejos. El más común es un cilindro parabólico.

Los tres conceptos de concentración solar más utilizados son:• Concentradores cilindro-parabólicos: Son concentradores de foco lineal con seguimiento en un solo eje, concentraciones de la radiación de 30 a 80 veces y potencias por campo unitario de 30 MW a 80 MW eléctricos.Siendo esta la configuración que se ha elegido para la realización del espejo de concentración del espejo de concentración solar

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Figura 3. Colectores solares de concentración con seguimiento del sol.

COLECTORES SOLARES CILÍNDRICOS PARABÓLICOS El esquema de este colector se puede ver en la figura 1. Este sistema aprovecha la propiedad de las parábolas: todo rayo que choque sobre la parábola será reflejado en dirección a un punto llamado foco. Es decir, que si se crea alguna superficie reflectora en forma de parábola, y se coloca un tubo receptor en ubicación exacta del foco, entonces este tubo recibirá todos los rayos solares de la superficie reflectora, logrando así una alta concentración de rayos solares sobre una pequeña región. Este tipo de colectores llegan hasta los 400ºC

Fig.4 Colector cilindro parabólico

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MODELO TEÓRICO DEL COLECTOR SOLAR PARABÓLICO Para empezar se debe recordar que la parábola se rige bajo la siguiente ecuación (asumiendo que comienza en el origen de coordenadas)

y2=4 xfEn donde f es la distancia focal , Llevando esa expresión a coordenadas polares, tenemos que:

se llega a la relación

Recordando que el diferencial de longitud de arco de una parábola está dado por .

Suponiendo que la parábola tenga una profundidad L, entonces el área total de la parábola será:

Fig 5. Esquema de una parábola.

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Para futuros cálculos, resulta necesario definir el área total de la abertura de la parábola, la cual será importante porque la radiación solar se define sobre un área perpendicular al rayo solar (a donde llegará), que para este caso será el área de la abertura:

Es importante recalcar que de las ecuaciones se puede notar que para ángulos grandes el aumento en la superficie del colector no genera un aumento proporcional en el área de la abertura (véase el gráfico 1). Este detalle es el responsable por el cual, la mayoría de colectores solares modernos no poseen ángulos mayores a 60º para no desperdiciar material en vano, ya que si aumentásemos el ángulo también incluye un uso de material extra, el cual no se compensaría con la radiación extra obtenida.

Fig. 6 Relación entre las áreas totales y la abertura de la parábola.

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SISTEMA DE TRANSFERENCIA DE CALOR

El principio general de funcionamiento de un colector solar.En los sistemas solares fototérmicos se deben aprovechar los mecanismos de transmisión de calor (conducción, convección, radiación) y a su vez evitar la pérdida de calor por cualquiera de estos mecanismos.El principio general de funcionamiento de un colector solar consiste en: Cuando la luz pasa atreves de una o varias capas de vidrio u otro material transparente, se transmite la radiación que tiene longitud de onda corta. Si en el interior del sistema se coloca un cuerpo negro (color que absorbe la mayor cantidad de radiación), el cuerpo absorberá la radiación solar, se calentará y elevará la temperatura, a su vez ese cuerpo emitirá longitud onda larga como los rayos infrarrojos, la radiación emitida dependerá de la temperatura a que se encuentre dicho material, pero esta longitud no podrá atravesar la capa de vidrio y quedará atrapada en el interior lo cual provocara que se eleve la temperatura de la parte interna del colector, como sucede en el efecto invernadero.

Así mismo, el color que poseen los cuerpos esta directamente relacionado con la reflexión, absorción y transmisión de radiación solar. De manera contraria del blanco el color negro absorbe todas las longitudes de onda.

La combinación del efecto invernadero y la absorción de radiación de los objetos negros y el aislamiento para evitar las perdidas de calor constituyen los principios físicos fundamentales para comprender el funcionamiento.

Los colectores de concentración por su parte, reúnen la radiación solar en un punto o en una línea y permiten alcanzar altas temperaturas, pueden estar fijos o seguir el movimiento del sol.

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Figura 7.Colectores tubulares.

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SISTEMA DE ALMACENAMIENTO

La unidad de almacenamiento.

Hasta ahora se ha descrito una parte del calentador, la otra es la parte de almacenamiento. Como sistema de almacenamiento se puede utilizar un tanque cilíndrico con una capacidad aproximada de 200 litros por ejemplo. El tanque debe colocarse para fines prácticos, un metro por encima del colector, debe tener dos salidas y dos entradas de agua, para que dos de ellas vayan al colector y el flujo de agua viaje continuamente debido al efecto de termosifón.El tanque de almacenamiento tiene dos tubos en la parte superior: por uno entra el agua fría, que va hasta el fondo de la misma y por el otro sale el agua caliente.Como el agua fría es más densa que la caliente, al llegar a la parte inferior del colector, y que es donde se calienta, tendrá que subir para salir y almacenarse en el tanque. Este ciclo se realiza sin necesidad de bombear agua debido al efecto de termosifón antes mencionado. La diferencia de densidad entre las capas de agua crea una fuerza que induce una corriente la cuál hace que el agua circule continuamente.

Figura 8.Tipo de sistema de almacenamiento para un calentador solar.

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SE CONSIDERA LA SIGUIENTE CONSTRUCCIÓN FÍSICA DEL PROTOTIPO DE CALENTADOR.

Fig. 9 Propuesta de prototipo a realizar.

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DISEÑO DE LOS ELEMENTOS QUE CONFORMARAN LA ESTRUCTURA QUE SOPORTARA A TODO EL EQUIPO EN FUNCIONAMIENTO

A continuación se presenta un desarrollo del análisis de algunos elementos que se consideran de principal importancia en cuanto a lo referente a la estructura que soportará a dicho calentador.

SOLDADURA

Se debe soldar una viga de placa. La máxima cara son 300 lb se aplica repetidamente. Determinar la dimensión de la soldadura necesaria para resistir 10000000 de ciclos. Suponer que la carga del resorte esta distribuida uniformemente sobre toda la soldadura.

Solución;

Considerando las soldaduras horizontales, donde el esfuerzo de flexion es máximo, El momento de flexión varia desde eel máximo de 3000(6)=18000 lb-pulg, en un sentido opuesto. La fuerza de corte varia desde 3000 lb hacia arriba hasta 3000 lb hacia abajo.

El modulo de la sección de la soldadura es;

zw=bd+ d2

3=(2 ) (3 )+¿ 32

3=9 pulg cuadradas

La carga en lb- pulg, debida a la flexión es f =MZw

=180009

=2000lb

pulg

Fuerza de corte media=VLw

= 30002+3+2+3

=3000lb

pulg

Fuerza máxima/pulg=√2002+3002=2020lb

pulg

Entoces la fuerza máxima varia desde 2020lb

pulg en sentido hasta

2020lb

pulg, En el sentido contrario, para la soldadura inferior como para la

soldadura superior-

La fuerza permisible por pulgada, para resistir 2000000 de ciclos es;

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f 2ooo ,ooo= 5090

1−12

K= 5090

1−12(−1)

=3390lb

pulg

Donde =esfuerzo minimoesfuerzomáximo

=−1puesto que la carga se invierte completamente.

La fuerza permisible por pulgada de soldadura, para 10,000,000 de ciclos es;

f 10ooo ,ooo=(3390 )( 200000010000000 )

0.13

=2750lb

pulg

La dimensión de la soldadura es w=20202750

=0.734

Por lo tanto se utiliza w=34

”

A CONTINUACION SE PRESENTA LA SIMULACIÓN CORRESPONDIENTE DE SOLDADURA EN EL PAQUETE DE SOFWEARE PARA DIBUJO SOLID WORKS

Fig. 10 soldadura

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Fig. 11 soldadura

Fig. 12 soldadura

21

Fig. 13 soldadura

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RESORTE

A CONTINUACIÓN SE REALIZARAN LOS CÁLCULOS NECESARIOS PARA PODER DETERMINAR LAS CARACTERÍSTICAS DE UN RESORTE DE ACUERDO A LOS REQUERIMIENTOS.

Para el resorte helicoidal que se ha realizado, este se ha fabricado con alambre de acero estirado en duro. Con 2mm de diámetro y un diámetro exterior de 22mm.Los extremos son sencillos y esmerilados y cuenta con un total de 8.5 revoluciones, Se considerara la longitud libre, que es la mayor posible ya que cuenta con una propiedad de seguridad que es solido.Se determinara cual es la fuerza que se necesita para comprimir el resorte hasta una longitud solida, se determinara la constante del resorte, de manera final se determinara sus el resorte sufrirá pandeo.

DATOSd=22mmOD=22mmN t=8.5 rev

Basandose en la tabla 10-5 se conoce:A=1783MPa−mm

m=0 190De la ecuación 10.14

Sut=1783

(2 )0.190=1563 MPa

DE la tabla 10-6

Ssy❑=0.40 (1563 )=703.4 MPa

ENTOCES TENEMOS QUE:

D=OD−d=22−22=20mm

c=202

=1

Efecto de la curvatura

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K B=4 C+24C−3

=4 (10 )+24 (10 )−3

=1.135

Na=8.5−1=7.5 rev

Cs=2 (8.5 )=17mm

De al ecuación 10-21

Utilizando (n¿¿ s)d=1.2¿

F s=π d3 Ssy

nd8 K B b

=π (2 )3( 703.4

12 )8 (1.135 ) (20 )

¿

K= d4 G8 D3 Na

=(2)(793)

8 (20 )3(7.5)¿=0.0026431

Nm

Y S=fSk

= 81.22643¿¿

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SIMULACIÓN DEL RESORTE

Fig. 14 Simulación del resorte

Fig. 15 Simulación del resorte

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TORNILLO

Un tornillo de cabeza de 38

pulg. Clase 5, una arandela de acero se utilizan para

sujetar un seguidor de fundición de hierro de una calentador solar con un agujero ciego roscado. La arandela tiene un espesor de 0 .065 pulg. El tornillo de cabeza

detiene un modulo de elasticidad de 14 Mpsi. Y un espesor de 14

pulg.El tornillo

mide 1 pulgada de longitud.

El material muestra un modulo de elasticidad de 14 MPsi, Encuentre la rigideces Kp y Km del tornillo y de los elementos.

SOLUCION:

Apoysandose en la figura 8-21

t 1=0 .25

h=0.25+0.065=0.315∈¿

l=h+( d2 )=0.315+( 3

16 )=0.5025∈¿

D1=1.5 (0.37 )+0.577 (0.5025 )=0.8420∈¿

D2=1.5 (0.375 )=0.5625∈¿

l2=0.5025

2=0.25125∈¿

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AHORA SE PRESENTA EL RESULTADO DEL DISEÑO DE UN TORNILLO EN EL SOFWARE SOLID WORKS, ASI COMO TAMBIEN LA SIMULACIÓN

Fig. 16 Simulación del tornillo

Fig. 17 Simulación del tornillo

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Fig. 18 Simulación del tornillo

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PERNO Ó REMACHE

Un perno de largo de acero, 12 UNC, se ½ pulg por 10 pulg, está sometido a una carga de impacto. La energía cinética que debe de absorber es de 35 lb-pulg. Determinar el esfuerzo en el vástago del perno si no existe rosca entre la tuerca y la cabeza del perno.

Encontrar el esfuerzo en el vástago si su área se reduce al área de la raíz de la rosca.

Solución

La energía de impacto se absorbe por el alargamiento del vástago del perno que tiene un área de 0.196 pulg cuadradas

U=F2

δ=F2 ( FL

AE )= F2 L2 AE

ó F=√ 2 AEUL

=√ (2)(0.196)(30)(108)(35)10

=64000 lb

El área de la raíz es Ar=0.1257 pulg cuadradas.El esfuerzo cortante con base en

esta área es s=64000.157

=50900 psi En este valor se ha despreciado la concentración

de esfuerzos.

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A CONTINUACION SE PRESENTA LA SIMULACIÓN CORRESPONDIENTE A PERNOS EN EL PAQUETE DE SOF WAERE SOLID WORKS.

Fig. 19 Simulación del perno

Fig. 20 Simulación del perno

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CONCLUSIONES

En la actualidad existe gran demanda de sistemas de colectores cilíndricos parabólicos de gran envergadura, en centrales térmicas solares, todas ellas accionadas con sistema computarizado de seguimiento solar, ante eso en este trabajo se propuso un sistema de seguimiento solar, además el análisis de los elementos primordiales que conformaran a la estructura de soporte, construyéndole una montura de seguimiento de azimut de tipo ecuatorial capaz de seguir el sol de manera autónoma y con un gasto energético que fácilmente puede ser suministrado por un panel fotovoltaico. Esto deja abierta la posibilidad de la instalación de un módulo fotovoltaico que recarguen constantemente las baterías que alimenten al motor. Las aplicaciones de los colectores parabólicos se han generalizado, desarrollándose más los diseños de centrales solares para la generación de energía eléctrica, posteriormente seguido en aplicaciones de viviendas con diseño bioclimático, así mismo para el mejoramiento de deshidratadores solares, como sistema de precalentamiento de destiladores solares, aumento de la temperatura en cámaras de generación de biogás, entre otros.

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Una aplicación más es la posible implementación de un sistema de calefacción para viviendas. Es bien sabido oleada de frío que aqueja a estas regiones y además existe un potencial solar tremendo debido a la altitud a la que se encuentran, tal que el sistema de colección como un posible panel fotovoltaico podrían tener muy buenos resultados bajo esas condiciones. Está claro además que, del análisis teórico, si manejamos adecuadamente los coeficientes que causan las pérdidas de energía en el sistema, podríamos aumentar aún más la eficiencia para la misma. Entre estas mejoras tenemos que utilizando espejos de primera superficie podríamos obtener hasta un 5 % más de energía que es recibida por el colector.

DATOS:- Se logró construir con éxito el CCP (Calentador Cilindro Parabólico) automatizado con espejos reflectantes. - Las temperaturas alcanzadas por este tipo de CCP es bastante conveniente oscila entre 93 grados centígrados. - El tiempo de espera para calentar determinados volúmenes de agua es alrededor de 15 minutos Se logró construir un modelo físico-matemático del CCP que permite establecer cotas máximas (teóricas) esperadas para estos colectores. - Queda abierta la posibilidad del uso de espejos de primera superficie para la mejora del coeficiente de reflexión de los espejos de la superficie del CCP. - El sistema podría ser autosustentable si es que se le implementa algún sistema de celdas solares tal que los motores puedan funcionar con la energía generada por tales celdas.

REFERENCIAS[1]Solar Constant, vista a 6 de junio del 2010 en: http://www.pmodwrc.ch/pmod.php?topic=tsi/composite/SolarConstant.[2]Pedro Fernandez Diez, Procesos Termosolares en Baja, media y Alta Temperatura, Departamento de Energía Eléctrica y Energética, Universidad de cantabria, 2007[3]Carlos Polo Bravo y Elisnan Sacari Sacari., “Evaluación de un Concentrador Cilíndrico Parábolico”, XVI Simposio Peruano de Energía Solar, 2009.[4]Jorge Quinteros Grijalva, Estudio teórico y experimental de colector solar parabólico para generación de energía eléctrica, tesis Universidad de Chile, 2008