UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ FACULTA FA CULTAD D DE D E INGENIERÍA INGEN IERÍA QUÍMICA QUÍMI CA CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA QUÍMICA AMBIENTAL
DEPARTAMENTO ACADEMICO DE INGENIERIA
BALANCE DE MATERIA Y ENERGÍA EN LA OLLA SOLAR DE LA FACULTA FACULTAD D DE INGENIERÍA QUÍMICA DE LA UNIVERSIDAD UNIVERSID AD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ TRABAJO DE APLICACIÓN
Presentado a: Ing. ROMÁN JUSTO CALDERÓN CARDENAS. a!"#"tador de# !$rso %&'B (Ba#an!e de Mater"a ) Energ*a+.
Rea#",ado -or: UARINGA /UPAN0UI1 Je#ss) NU2E3 DE LA CALLE1 Rosa ROSALES CASAS1 St"4en RUI3 ERMO3A1 Bran!o A#$5nos de# 6 C"!#o de Ingen"er*a Ingen"er*a 0$*5"!a A57"enta#. A57"enta#.
$an!a)o1 '% de no4"e57re de '%8&
INDICE I.
RESUMEN.. RESUMEN........ ............ ............ ............ ............ ............ ............ ............ ............ ............ ............. ............... ......................... ........................9 .......9
II. INTRODUCIO INTRODUCION..... N........... ............ ............ ............ ............ ............ ............ ............. ............. ............ ............ ............ ................ ................ ...... III.
OBJETI6OS OBJETI6OS...... ............ ............ ............ ............ ............. ............. ............ ............ ............ ............ ............ ............ ............ .................& ...........&
I6. I6.
MATE MATERIALE RIALES S / METODOS.. METODOS........ ............ ............ ............ ............ ............ ............ ............ ............ .............. ...............; .......;
6.
RESUL RESULT TADOS... DOS...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ....... ......... .......... ......... .........< .....<
6I.
DISCUSION. DISCUSION....... ............ ............ ............ ............ ............ ............ ............ ............. ............. ............ ................... ..........................8 .............88 8
6II.
CONCLUSIO CONCLUSIONES.. NES........ ............ ............ ............ ............ ............ ............ ............. ............. ............ .................. ......................8' ..........8'
6III. RECOMENDAC RECOMENDACIONES IONES...... ............ ............ ............ ............ ............. ............. ............ ............ ............ ............ ............ ..........89 ....89 I=.
REERE REERENCI NCIAS AS BIBLIO BIBLIOGRA GRAIC ICAS. AS.... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ........ .......... ......... .......8 ...8
=.
ANE=OS ANE=OS... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ....... ....... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ....... ........ ......... .......... .......8& ..8&
'
I.
RESUMEN
E# tra7a>o se rea#",? en #a a!$#tad de Ingen"er*a 0$*5"!a1 -ertene!"ente Un"4ers"dad Na!"ona# de# !entro de# Per@1 d$rante #as oras de 5a)or rad"a!"?n de 8% a 8; oras1 -ara a#!an,ar te5-erat$ras de !o!!"?n de #os a#"5entos. Esta !$enta !on $na rad"a!"?n !a#?r"!a de &%C!5'd*a d$rante '8% d*as de# aFo Nor5a#es C#"5ato#?g"!as1 8<<. E# o7>et"4o de# tra7a>o #a a-#"!a!"?n de #os H$nda5entos de 7a#an!e de 5ater"a ) energ*a1 en #a !o!"na so#ar t"-o !a>a -ara as* de5ostrar s$ H$n!"ona5"ento ) eH"!"en!"a. Se rea#",aron !orr"das e-er"5enta#es -ara o7tener #os datos e-er"5enta#es tanto -ara e# 7a#an!e de 5ater"a !o5o -ara 7a#an!e de energ*a. E# -ro!ed"5"ento a seg$"r H$e -esar #as sa#!"!as #$ego se !o#o!an dentro de# d"s-os"t"4o e# !$a# est 7a>o #os ra)os de# so#1 se -asa a -esar #as sa#!"!as !ada 9% 5"n des-$Ks de 9 oras se -asa a ret"rar #as sa#!"!as ) g$ardar e# d"s-os"t"4o. De7"do a# "n!re5ento en e# -re!"o de #os !o57$st"7#es H?s"#es ) s$s der"4ados1 s$rge #a ne!es"dad de 7$s!ar a#ternat"4as $e sean e!on?5"!as ) no !onta5"nantes a# a57"ente. La energ*a so#ar1 es $na o-!"?n1 $e a s"do est$d"ada ) -$esta a -r$e7a en esta o!as"?n.
Palabras clav! energ*a so#ar energ*a a#ternat"4a 9
II.
INTRODUCION
E# s"g$"ente "nHor5e rea#",ado se 7asa en #os -ro7#e5as de 7a#an!e de 5ater"a ) energ*a1 ade5s de #a !orre!ta a-#"!a!"?n de #as #e)es -ara ##egar a !ono!er #a !o5-os"!"?n de #a 5$estra a tratar. E# 7a#an!e de #a 5ater"a -ara tres sa#!"!as en $na o##a so#ar1 se 7asa en #a #e) de #a !onser4a!"?n de #a 5asa. Los 7a#an!es de 5ater"a son de e!o1 $na genera#",a!"?n de #a #e) de #a !onser4a!"?n de #a 5asa a s"ste5as a7"ertos1 esto es a s"ste5as !on -os"7#es entradas ) sa#"das de 5ater"a a# eter"or. S$ $t"#"dad en e# !a5-o "nd$str"a# es 5$) a5-#"a1 ) en genera# s$ !o5-#e>"dad 5ate5t"!a es es!asa. A -art"r de e##o -ode5os de!"r $e $n 7a#an!e es $n "n4entar"o de $na deter5"nada s$stan!"a1 -or e##o de7e $edar 7"en es-e!"H"!ado -or $n -ro!eso o -or $na -arte de# 5"s5o de# !$a# se an es-e!"H"!ado !on -re!"s"?n s$s #*5"tes. E# 7a#an!e de #a energ*a se 7asa en #a -r"5era #e) de #a !onser4a!"?n de #a energ*a $e "nd"!a $e #a energ*a en $n -ro!eso $*5"!o no se !rea n" se destr$)e so#o se transHor5a. En $n 7a#an!e de energ*a se to5a en !$enta #a transHeren!"a de energ*a a tra4Ks de #os #*5"tes de# s"ste5a. C"ertos t"-os de energ*a estn aso!"ados !on #a 5asa $e H#$)e otros t"-os !o5o e# !a#or ) e# tra7a>o son so#o Hor5as de trans5"s"?n de energ*a e# -resente "nHor5e so7re #os tra7a>os rea#",ados en $na o##a so#ar !on #a H"na#"dad de rea#",ar e# 7a#an!e de 5ater"a ) 5s ade#ante $n 7a#an!e de energ*a en d"!o s"ste5a.
III.
OB"ETIVOS
Ob#$%v& '(ral! A-#"!ar e# 7a#an!e de 5ater"a ) energ*a en #a !o!!"?n de #as sa#!"!as1 $t"#",ando #a o##a so#ar de #a a!$#tad de Ingen"er*a 0$*5"!a de #a U.N.C.P.
Ob#$%v&s s)c*+%c&s!
O7ser4ar e# H$n!"ona5"ento de #a !o!"na so#ar. Ana#",ar #os H$nda5entos de #a !o!"na so#ar. E#a7orar #os d"agra5as de 7#o$e1 o-era!"ones ) H#$>o de# -ro!eso de !o!!"?n de #as sa#!"!as en #a !o!"na so#ar.
a##ar e# !a#or re$er"do -ara !o!"nar #as sa#!"!as.
Deter5"nar #a !a-a!"dad !a#or*H"!a1 #a $5edad ) #a !o5-os"!"?n de #as sa#!"!as 5$estra.
&
IV.
MATERIALES Y METODOS
8. MATERIALES UTILI3ADOS: -
Sa#!"!as
-
Re!"-"ente de 5eta# sartKn -ara n$estro !aso
'. E0UIPOS: -
Co!"na so#ar de #a a!$#tad de Ingen"er*a 0$*5"!a de #a U.N.C.P. Ad>$nta #a Hoto Je#ss)
9. INSTRUMENTOS: -
Crono5etro ;
-
Ba#an,a D"g"ta#
METODO: -
Co5-ra5os #as sa#!"!as tr"-a!1 #a 5ar!a San ernando es #a e#eg"da -ara e# e-er"5ento -$es no -resenta $na 4ar"a!"?n de -eso est"5a7#e entre e##as.
-
Pesa5os e# -rod$!to ) ret"ra5os e# e5-a$e -ara dese!ar#o.
-
Corta5os !ada $na de #as sa#!"!as -or #a 5"tad -or s$ se!!"?n trans4ersa# ) 4o#4e5os a -esar.
-
Pro!ede5os a 5o4er #a !o!"na so#ar a!"a $n -$nto -ro-"!"o -ara $e #os ra)os de# so# ##eg$en a!"a esta. Es re!o5enda7#e 5o4er #a !o!"na1 de a!$erdo a #a -os"!"?n de# so#.
- Aora #"5-"are5os !on !$"dado #os es-e>os1 #a s$-erH"!"e de !o!"do ) #a
s$-erH"!"e de #a !o!"na. -
En $n re!"-"ente #o s$H"!"ente5ente grande -ara #as sa#!"!as1 #as !o#o!a5os todas ) #as -esa5os1 e# -eso de# re!"-"ente ser #a tara.
-
Pone5os #as sa#!"!as a !o!erse en #a !a7"na "nter"or de #a o##a1 a7r"endo #a ta-a de 4"dr"o ) de-os"tndo#a en #a s$-erH"!"e -"ntada de !o#or negro.
-
Pone5os a !orrer e# !rono5etro1 o to5a5os #a ora de# "n"!"o de# -ro!eso.
-
Contro#are5os !ada 9% 5"n$tos e# -eso de# re!"-"ente !on #as sa#!"!as1 asta $e este $ede !onstante1 ade5s ser "5-ortante anotar e# !a57"o de !o#or en !ada -esada.
-
Ret"ra5os e# re!"-"ente1 ) #o #"5-"a5os -ara !o5en,ar otra !orr"da.
<
V.
RESULTADOS
PRIMERA CORRIDA E,PERIMENTAL! Tabla N- / TIEMPO 01%(2 %
PESO 0'2 COLOR ;
9%
&
;%
;;
%
&%
8'%
%
8&%
9<
8<%
9<
SEGUNDA CORRRIDA E,PERIMENTAL!
Tabla N- 3 TIEMPO 01%(2 PESO 0'2 COLOR % < 9% <% ;%
%
;
8'%
&&
8&%
8
8<%
8
TERCERA CORRIDA E,PERIMENTAL! Tabla N- 4 TIEMPO 01%(2 PESO 0'2 COLOR % ; 9% < ;%
%
%
&
8'%
8&%
%
8<%
%
CUARTA CORRIDA E,PERIMENTAL! Tabla N- 5 TIEMPO 01%(2 PESO 0'2 COLOR % <. 9% .' ;% %
%. ;% 8%
8'%
&'
8&%
%
8<%
%
RESUMEN! Tabla N- 6 T%1)& 01%(2 8<%
A'7a Pr8%8a 0'2 &.9&
Salc9%c9a C&c%8a 0'2 9.&
DIAGRAMA DE BLOQUES E# d"agra5a de 7#o$es es #a re-resenta!"?n grH"!a de# H$n!"ona5"ento "nterno de $n s"ste5a1 $e se a!e 5ed"ante 7#o$es ) s$s re#a!"ones1 ) $e1 ade5s1 deH"nen #a organ",a!"?n de todo e# -ro!eso "nterno1 s$s entradas ) s$s sa#"das.
88
DIAGRAMA DE OPERACIONES
8'
DIAGRAMA DE FLU"O
89
E# d"agra5a de H#$>o o d"agra5a de a!t"4"dades es #a re-resenta!"?n grH"!a de# -ro!eso de -rod$!!"?n de# -rod$!to.
ESTIBEN
8
BALANCE DE MATERIA EN EL SISTEMA DE TRABA"O!
Ps& )r&18%& 8 las salc9%c9as ( la ($ra8a! F:;<./ ' Ps& )r&18%& 8 las salc9%c9as a la sal%8a! P:4;.6 ' BALANCE DE MATERIA TOTAL EN LA OLLA SOLAR! AQP A&.; g
BALANCE DE MATERIA PARCIAL PARA a! a. Aa.AQPa.P a..8%Q9.& a%.%;< Enton!es: 78a 7%.&9'
8&
BALANCE DE ENERGIA EN EL SISTEMA DE TRABA"O!
T' <C '&.9& A:
:
AGUA E6APORADA
P: SALCICAS COCIDAS
OLLA SOLAR
SALCICAS
T9;&C
T88<C
99.&g
8.8g
∑ ¿=Q A + Q P Q¿
•
Q A =QTransformacion=540
•
•
(
)
cal ( 57.35 g )=30969 cal 1 J =129037.5 J =129.038 kJ 0.24 cal g
Q P =( 57.35 g ) =3,5617
(
)
kJ ( 39.75 g ) 1 kg ( 65 −18 ) ° C =6.654 kJ 1000 g kg°C
Qtotal=129.038 kJ + 6.654 kJ =6.654 kJ
E+%c%(c%a: Energía suministrada
=
5
kWh
0.2025 m
2
m
180 min
2
1h 60 min
8;
10800 s =3645 kJ
Eficiencia=
Eutilizada Esuministrada
=
135.692 kJ 3645 kJ
= 0.0372
8
VI.
DISCUSION
Los datos o7ten"dos de #a d"s5"n$!"?n de# -eso de #as sa#!"!as son !on!"sas )a $e en #a -r"5era ora se o7ser4a $na 5a)or !ant"dad de e4a-ora!"?n de# ag$a de7"do a# !a#or $e s$5"n"stran #os ra)os so#ares
en e# orno. Los res$#tados te?r"!os de #os -esos o7ten"dos en e# 7a#an!e de energ*a
no !on!$erdan !on #a $5edad te?r"!a1 #a d"Heren!"a H$e de 8% -or!"ento. E# !o#or H$e $na 4ar"a7#e 5$) s$7>et"4a -or$e e# estado -re!o!"do de #as sa#!"!as no da7a $na "dea 5$) !#ara de# !o#or es-erado de !o!"do.
8<
VII.
CONCLUSIONES
C&(cl7s%=( '(ral!
Se a-#"!an e# 7a#an!e de 5ater"a ) energ*a en #a !o!!"?n de #as
sa#!"!as1 $t"#",ando #a o##a so#ar de #a a!$#tad de Ingen"er*a 0$*5"!a de #a U.N.C.P.
C&(cl7s%&(s s)c*+%cas!
O7ser4a5os e# H$n!"ona5"ento de #a !o!"na so#ar. Se ana#",aron #os H$nda5entos de #a !o!"na so#ar. Se e#a7oraron #os d"agra5as de 7#o$e1 o-era!"ones ) H#$>o de# -ro!eso
de !o!!"?n de #as sa#!"!as en #a !o!"na so#ar. Se a##? e# !a#or re$er"do -ara !o!"nar #as sa#!"!as. Se deter5"n? #a !a-a!"dad !a#or*H"!a1 #a $5edad ) #a !o5-os"!"?n de #as sa#!"!as 5$estra.
8
VIII.
RECOMENDACIONES
Se re!o5"enda rea#",ar $n est$d"o 5s deta##ado de #a !o!"na so#ar de 5anera $e se d"H$nd"r s$ $so en #a !o5$n"dad.
Se re!o5"enda tra7a>ar !on $na 7a#an,a 5s ea!ta -ara #a o7ten!"?n de datos !onH"a7#es ) -o!o 4ar"a7#es.
Se re!o5"enda 7$s!ar 5s !ara!ter*st"!as -ara sa7er s" #as sa#!"!as se !o!"eron en #a !o!"na so#ar.
'%
I,.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
"n5e#7#a$1 D. 8<< Ba#an!e de Mater"a ) energ*a ed"!"?n Ed"tor"a# Prent"!e a##1 "s-anoa5er"!a S1A.Me"!o
So#ar Cooers Internat"ona# SCI. B$"#d a So#ar Cooer S"t"o en Internet. D"s-on"7#e en: tt-:so#ar!oo"ng.orgP#ans. A!!eso e# ' de Ma)o '%%.
So#ar Cooers or#d Netor1 So#ar !ooer 5ode#s !o5-are S"t"o en Internet.
D"s-on"7#e
en:
tt-:so#ar!oo"ng.""a.!o5""
Categor):So#arV!ooerV-#ans. A!!eso e# ' de Ma)o '%%.
De Caste## M E1 "n! Pastrana A1 Co##ares Pere"ra M1 6,$e, L1 Este4es A. Pro-$esta de -ro!ed"5"ento -ara #a e4a#$a!"?n de# !o5-orta5"ento tKr5"!o de !o!"nas ) ornos so#ares. A4er5a 89':899&
'8
Mea##a Sn!e, L1 T"#!a 1 Passa5a" 6. E4a#$a!"?n de dos !o!"nas t"-o !a>a !on #a -ro-$esta estndar de #a Red I7eroa5er"!ana de !o!!"?n so#ar de A#"5entos RICSA. A4er5a 89':&;%.
''
,.
ANE,OS
'9
'
