PROYECTO REFRIGERADOR TERMOACÚSTICO

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Una breve historia del comportamiento de una partícula en el regenerador:

1. la partícula, debido al trabajo proporcionado por el altavoz, se desplaza a la derecha en proceso de compresión casi adiabática, aumentando su temperatura.

2. luego, ocurre un proceso de transferencia térmica de la partícula a la placa, ya que la partícula de gas tiene una temperatura mayor a la de la placa.

3. la partícula hace el proceso inverso, debido al movimiento oscilatorio del gas, y con un proceso de la expansión casi adiabática que reduce su temperatura.

4. finalmente, como la partícula ahora tiene temperaturas más baja que a la de la placa, ocurre una transferencia de calor de esta a la partícula, que vuelve a su estado inicial, terminando, con esto, el ciclo que termo-acústico.

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Los principios básicos de la termoacústica pueden ser encontrados en el trabajo de Swift (1988). Utilizando inicialmente un ejemplo simple, donde hay una placa solida alineada paralelamente a una onda estacionaria, el autor muestra que una onda estacionaria es modificada debido a la presencia de la placa, y que resultan dos efectos:

1. Un cambio de calor constante cercano a la superficie de la placa en la dirección de la vibración acústica.

2. Un absorción de energía acústica cerca de la superficie de la placa.

MATERIALES Y METODOLOGIA

MATERIALES:

Los materiales a utilizar para el estudio del fenómeno son:

- El tubo o cámara de resonancia: de PVC de φ1¼” por 50cm de largo.

- Altavoz: de 8Ω, con diámetro de 12 cm.

- Regenerador: Elaborado con pitillos de tinto.

- Tapones: de PVC, para sellar el extremo superior de la cámara o tubo

- Acople conico de icopor para ubicar el altavoz.

- Generador de ondas.

- Termocuplas.

- Medidores de temperatura.

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METODOLOGIA

La metodología propuesta para el estudio del fenómeno termoacústico se fundamenta en la estructuración de un modelo de investigación académico, donde mediante la búsqueda de material bibliográfico se encuentran fuentes importantes, y basadas en estás, se plantea la explicación de fenómeno; posteriormente se establecen hipótesis acerca de la maximización y optimización de efecto, corroborando su valides con los resultados de pruebas realizados en laboratorio a un prototipo. Al igual que otros dispositivos de enfriamiento este tamabien es una maquina termica pero con el fin de refrigerar ambientes, en donde se muestran unas temperaturas altas y bajas, las cuales proveen la cantidad de calor suministrado a dicho estado y que a su vez produce un tranajo neto.

[pic 8]

El modelo primario con el cual se realizan las primeras pruebas consistentes en:

- Elaborar el diseño del experimento para la realización de las pruebas.

- Suministrar un tipo de onda sinusoidal con diferentes frecuencias a una potencia determinada.

- Variación del posicionamiento de la rejilla.

- Variación de la longitud de la rejilla.

Tambien es importante reconocer el comportamiento del sonido en la camara sin un regenerador, en donde se muestra un balance en los niveles de temperaturadentro de la camara de resonancia, debido a que no hay ningun tipo de obstaculo que impida el transporte de energia por medio de la onda, y por ende no hay consentradores de altas tempereaturas.[pic 9]

La segunda fase de la investigación consiste en analizar estos resultados mediante los métodos tradicionales de catalogación, análisis de resultados para comenzar la conformación, de las conclusiones además de la recopilación de los efectos y fenómenos observados durante la realización de las pruebas todo esto usando métodos estadísticos de varianza para determinar los parámetros más significativos, planteando modelo de regresión a partir de los resultados obtenidos.

Posteriormente se procederá ha mostrar como estara la conformacion de el dispotivo de enfriamiento, y ademas de eso los resultados que este mismo arroja.

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RESULTADOS

A la hora de tomar los datos pertinentes a practica, podemos resaltar la importancia del la posicion del regenerador. El espacio entre las placas en el regenerador es muy importante. Si las placas están muy cerca, habrá grandes pérdida por viscosidad, lo que implica pérdidas, pero si están muy alejadas no habrá un buen intercambio de calor ya que habrá menos área de intercambio entre el fluido y el regenerador. la primera prueba realizada con este equipo tenía un espaciamiento de 1cm y resultó en una diferencia de 2°, los ensayos se puso un espaciamiento de 5 cm que generan una diferencia de hasta 6.1°, es decir, con un espaciamiento mayor, pero sin exceder un limite de menos de la mitad de la camara resonante podemos comprobar, hasta cierto punto, la influencia de este espaciamiento en el rendimiento del enfriador. Por esta razon, tomamos tres mediciones en donde el regenerador se encontraba en distintas posiciones.

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ANALISIS DE RESULTADOS

En el dimensionamiento del enfriador, se proyectó una diferencia de 20 c entre los dos los lados de la camara, pero por las pruebas realizadas esta diferencia alcanzó apenas 6.3°c, osea el 31.5% de lo esperado. A continuación, se discutirán los