Modelización y simulación numérica de un destilador solar

Abstract

En esta tesis se desarrolla un modelo termohidrodinámico de un destilador solar de batea. Inicialmente, mediante descomposición en modos empíricos y transformada de Hilbert-Huang, se realiza un reanálisis de resultados experimentales previos obtenidos con un modelo de laboratorio en la Universidad Nacional de Salta. A continuación se desarrolla un modelo termodinámico para aire húmedo sub y sobresaturado, incluyendo la transición de fase líquido-vapor. A partir de este modelo se formula un modelo hidrodinámico, en la aproximación de Boussinesq que describe el transporte de energía, momento y concentración de agua dentro del destilador. Para su integración numérica se desarrolla un método pseudoespectral basado en transformada de Fourier, adaptándolo a la condiciones de contorno y geometría del destilador. Se realizan simulaciones numéricas correspondientes al régimen de funcionamiento del modelo de laboratorio en una de sus dos configuraciones geométricas, lográndose reproducir la fenomenología observada y los resultados experimentales de flujo térmico y rendimiento de agua destilada con buena precisión. Estos resultados indican que el modelo tiene poder predictivo y podrá ser utilizado para estudiar modificaciones de diseño destinadas a maximizar el rendimiento del destilador.