Análisis numérico de un destilador solar tipo caseta

La demanda de agua potable para consumo humano y para satisfacer ciertas necesidades en la población ha aumentado considerablemente. Para dar solución a dicha demanda, la destilación solar viene a contribuir en el aumento de la sustentabilidad y representa día a día una alternativa idónea para resolver los problemas esenciales de escasez de agua. Un destilador solar cuenta con una cubierta de vidrio que se utiliza como condensador y un recipiente absorbedor (charola metálica), en el cual se deposita el fluido a destilar. La radiación solar incide en el dispositivo y aumenta la temperatura del recipiente absorbedor y posteriormente del fluido, iniciándose así la evaporación. Como la superficie interna de la cubierta de vidrio se encuentra a una temperatura menor, el vapor al tener contacto con ella se condensa, recolectando así el fluido destilado. Dentro de los muchos parámetros que intervienen en el funcionamiento de un destilador solar se encuentra el ángulo de inclinación de la cubierta de vidrio. En este proyecto se analiza por el método de la Dinámica de Fluidos Computacional (CFD, del inglés Computational Fluid Dynamics) cómo afecta la variación del ángulo en el comportamiento térmico del dispositivo. Las variables que se analizan son la temperatura, densidad y velocidad del fluido. Los resultados muestran que la diferencia de temperatura y de densidad entre la cubierta de vidrio y el recipiente aumenta conforme aumenta el ángulo de inclinación en todos los horarios, hasta alcanzar un valor máximo local para γ=35°. Dadas las condiciones de este trabajo, éste parece ser el ángulo óptimo, puesto que a una mayor diferencia de temperatura entre dos regiones del volumen se genera una mayor transferencia de calor entre ellas. Se concluye además que el flujo de fluido tiende a seguir un régimen laminar para ángulos de 5° a 25°, mientras que el flujo sigue un comportamiento turbulento para ángulos de 30° a 40°.