Estudio experimental y numérico del perfil de calentamiento de un horno solar aplicado al secado

Resumen

Entre las técnicas de conservación de alimentos, se puede resaltar el secado. Sin embargo, esta es una operación que exige un alto consumo de energía y puede hacerse posible mediante la aplicación de una fuente de energía alternativa no contaminante e inagotable, como la energía solar. Un dispositivo aplicado al secado que opera desde la captura de rayos solares es el horno solar. Los objetos reflectantes reflejan los rayos del sol en el interior de esta secadora, proporcionando un aumento en la temperatura del aire contenido en el horno, para su posterior aplicación como aire de secado. Para comprender mejor el funcionamiento de este secador, varios autores lo han estado estudiando a través de simulaciones por computadora. Teniendo en cuenta lo anterior, el objetivo de este trabajo es llevar a cabo un estudio experimental y numérico del calentamiento de un horno solar. El experimento consistió en exponer el horno a la luz solar y registrar continuamente los valores de temperatura ambiente y en diferentes posiciones en el equipo. El modelo matemático utilizado consiste en balances de energía individuales para cada componente de la secadora, y el cálculo de los coeficientes de transferencia de calor en forma convectiva y por radiación se basaron en trabajos en la literatura. El modelo se implementó en el software libre Scilab®, utilizando el solucionador lsoda en el paquete ODEPACK y los experimentos se desarrollaron en UFTM en Uberaba - MG. Los resultados mostraron que el enfoque de modelado empleado fue eficiente para predecir el comportamiento térmico del secador, que alcanzó temperaturas adecuadas para el secado (T_s^* = 82^oC) utilizando solo energía solar.