Tesis Ingeniería Electromecánicahttp://hdl.handle.net/10259/27252024-03-29T13:54:23Z2024-03-29T13:54:23ZInvestigación Experimental y Modelización de las Propiedades Termofísicas de Fluidos Complejos de Interés para la Formulación de Biocombustibles Ambientalmente SosteniblesLifi, Mohamedhttp://hdl.handle.net/10259/86792024-02-16T23:00:44Z2021-01-01T00:00:00ZInvestigación Experimental y Modelización de las Propiedades Termofísicas de Fluidos Complejos de Interés para la Formulación de Biocombustibles Ambientalmente Sostenibles
Lifi, Mohamed
En esta Tesis se aborda la caracterización de fluidos complejos para suministrar conocimiento
de datos termofísicos de mezclas de hidrocarburos con aditivos oxigenados (éteres de glicol,
éteres y alcoholes) que contribuya a la mejora de nuevos combustibles líquidos. Este objetivo
está en línea con la perspectiva de incrementar el uso de los biocombustibles para el
transporte como parte de la Estrategia Internacional de Eficiencia Energética para 2030.
Los objetivos del trabajo son:
− Determinación experimental de la entalpía de mezcla, densidad, viscosidad dinámica y
cinemática, velocidad del sonido, índice de refracción y sus propiedades derivadas de mezclas
binarias y ternarias, a presión atmosférica, a 298.15 y 313.15K.
− Medida de densidad y viscosidad de compuestos puros y mezclas binarias a altas presiones,
hasta 70 MPa, y de 293,15 hasta 393,15K.
− Ajuste de los datos mediante ecuaciones: Redlich-Kister, Tait y Vogel-Fulcher-Tamman. Y su
modelización mediante PC-SAFT, Peng-Robinson NRTL y UNIQUAC.
2021-01-01T00:00:00ZInvestigación sobre el equilibrio de fases de nuevos materiales y fluidos renovables para usos energéticos mediante técnicas experimentalesRubio Pérez, Gabrielhttp://hdl.handle.net/10259/79362024-02-15T09:10:11Z2023-01-01T00:00:00ZInvestigación sobre el equilibrio de fases de nuevos materiales y fluidos renovables para usos energéticos mediante técnicas experimentales
Rubio Pérez, Gabriel
La creación de sistemas de gestión y generación energética más sostenibles sigue siendo
una prioridad tanto a nivel europeo como internacional, tal y como muestran proyectos
como el Horizonte Europa, los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) o las iniciativas
de la Agencia Internacional de Energía (IEA). Si bien las energías renovables obstentan
un papel central en esta transición energética, otras técnicas complementarias están
siendo también desarrolladas para compensar algunas de sus desventajas, como el
suministro intermitente o el desacoplo entre generación y consumo de energía. Así, el
almacenamiento de energía adquiere un matiz indispensable, incluyendo el
almacenamiento de energía térmica (TES). En concreto, el almacenamiento de energía
térmica mediante materiales de cambio de fase (PCM) concentra parte de la atención de
la comunidad científica por su gran potencial y versatilidad. En la presente Tesis se
cubren las principales metodologías experimentales empleadas en el estudio y la
creación de los PCM, incluyendo resultados experimentales para respaldar su validez.; The creation of more sustainable energy generation and management systems remains
a priority at both European and international levels, as shown by projects such as
Horizon Europe, the Sustainable Development Goals (SDGs) or the initiatives of the
International Energy Agency (IEA). While renewable energies hold a key role in this
energy transition, other complementary techniques are also being developed to
compensate for some of their disadvantages, such as intermitent supply or the
decoupling of energy generation and consumption. Thus, energy storage becomes
indispensable, including Thermal Energy Storage (TES). Thermal energy storage by
means of Phase Change Materials (PCM) is particularly receiving a great deal of atention
from the scientific community due to its great potential and versatility. The present
Thesis covers the main experimental methodologies employed in the study and creation
of PCMs, including experimental results to support their validity.
2023-01-01T00:00:00ZModelización matemática de la radiación solar fotosintéticamente activaGarcía Rodríguez, Anahttp://hdl.handle.net/10259/77992023-09-08T22:01:01Z2022-01-01T00:00:00ZModelización matemática de la radiación solar fotosintéticamente activa
García Rodríguez, Ana
La radiación fotosintéticamente activa (𝑃𝐴𝑅) es la componente de la
radiación solar que ejerce una mayor influencia en la fotosíntesis y el
crecimiento vegetal. La vegetación actua como sumidero de CO2,
mitigando los efectos del cambio climático, por lo que conocer la
influencia de la 𝑃𝐴𝑅 en el crecimiento vegetal es primordial. La
modelización matemática de la 𝑃𝐴𝑅 permite estimar su valor a partir de
otras variables, sin necesidad de disponer de instrumentos de medida
específicos, ya que no es habitual encontrar, en las estaciones
radiométricas, sensores que midan esta componente de la radiación
solar.
En este trabajo, se ha modelado matemáticamente la 𝑃𝐴𝑅 en Burgos,
España. Para ello, se ha analizado estadísticamente la 𝑃𝐴𝑅 en la
localidad, analizando la ratio de esta componente con la irradiancia
global horizontal. Se ha realizado una exhaustiva revisión de los
modelos existentes y se han calibrado y validado 21 de ellos con datos
experimentales procedentes de siete estaciones radiométricas
estadounidenses, pertenecientes a la red SURFRAD. La mayor parte
de los estudios publicados por otros autores, se centran en resultados
para cielos claros, limitando su aplicación al ámbito local y esas
condiciones de cielo.
Mediante procedimientos de machine learning, aplicados a los datos
experimentales obtenidos en Burgos, se ha realizado una selección de
variables para modelar la 𝑃𝐴𝑅 mediante regresiones multilineales y
redes neuronales. Estos estudios han permitido obtener modelos
matemáticos, diferentes para cada tipo de cielo (cubiertos, parciales y
claros) clasificados según la norma ISO/CIE y alternativamente,
utilizando como parámetro de clasificación el índice de claridad (𝑘𝑡). El
comportamiento de estos últimos modelos, calibrados localmente para Burgos, ha sido evaluado frente a las medidas de siete estaciones
radiométricas de la red SURFRAD, con diferente climatología,
obteniendo muy buenos resultados y permitiendo afirmar que estos
modelos pueden utilizarse en cualquier localización,
independientemente del clima.; Photosynthetically active radiation (𝑃𝐴𝑅) is the component of solar
radiation that most influences photosynthesis and plant growth.
Vegetation acts as a CO2 sink, mitigating the effects of climate change.
Therefore, knowledge of the influence of 𝑃𝐴𝑅 on plant growth is of
essential importance. Mathematical modelling makes allows estimating
𝑃𝐴𝑅 from different meteorological indices, without the need for specific
measuring instruments, since it is not usual to find sensors measuring
𝑃𝐴𝑅 at radiometric stations.
In this thesis, 𝑃𝐴𝑅 has been mathematically modelled in Burgos (Spain).
For this purpose, a statistical study has been performed at this location,
analysing the ratio of 𝑃𝐴𝑅 with the global horizontal irradiance. An
exhaustive review of the existing models has been carried out. Thus, 21
of them have been calibrated and validated with experimental data from
the 7 radiometric stations belonging to the SURFRAD network (USA).
Most of the studies published by other authors focus on results for clear
skies, limiting their application to the local area and to those sky
conditions.
Using machine learning procedures, applied to the experimental data
obtained in Burgos, a selection of variables has been made to model the
𝑃𝐴𝑅 by means of multilinear regressions and neural networks. These
studies have made it possible to obtain different mathematical models
for each sky type (overcast, partial and clear) classified according to the ISO/CIE standard and, alternatively, using the clearness index (𝑘𝑡
) as a
classification parameter. The performance of the latter models, locally
fitted for Burgos, has been evaluated against the SURFRAD network
measurements obtaining very good results. Therefore, it can be stated
that these models may be used at any location, regardless of the climate.
2022-01-01T00:00:00ZDaylight modeling for energy efficiency and visual comfort in buildingsGranados López, Diegohttp://hdl.handle.net/10259/77972023-09-06T22:01:25Z2022-01-01T00:00:00ZDaylight modeling for energy efficiency and visual comfort in buildings
Granados López, Diego
Searching and selecting an adequate methodology for daylight modeling
is essential in the design of energy efficient buildings that guarantee the
visual, physical and psychological comfort of their occupants. The first step
in determining the indoor building illuminance lies in knowing the outdoor
illuminance. This dissertation addresses this key aspect through different
strategies such as luminous efficacy models and the determination of the
angular distribution of the sky's luminance.
Daylight is strongly determined by sky conditions. The CIE/ISO standard
provides a good general framework to represent the real conditions of the
sky, covering the entire probable spectrum of skies, and has been used as
a reference throughout this work. The characterization of the skies
according to the CIE standard requires experimental measurements of the
luminance distribution of the sky, scarcely recorded in terrestrial
meteorological facilities. The thesis proposes, as alternatives for the
classification of skies according to the CIE taxonomy, the use of
meteorological indices, sky images and algorithms based on artificial
intelligence. The structure and efficiency of the machine learning
algorithms used, both neural networks and decision trees, have been
optimized through feature selection procedures in the case of the use of
meteorological indices and through image pre-processing techniques, as a
step prior to using the classification algorithm. The thesis has also
developed a new locally calibrated luminous efficacy model, with excellent
results both when used for all-sky types and for clear, overcast and
partially overcast sky conditions.; La búsqueda y elección de una metodología adecuada para el modelado
de la iluminación natural es fundamental en el diseño de edificios
energéticamente eficientes y que garanticen el confort visual, físico y
psicológico de sus ocupantes. El primer paso para la determinación de la
iluminación en el interior de un edificio reside en el conocimiento de la
iluminación exterior. La tesis doctoral aborda este aspecto fundamental a
través de diferentes estrategias como son los modelos de eficacia luminosa
y la determinación de la distribución angular de la luminancia del cielo.
La iluminación natural está fuertemente determinada por las
condiciones de cielo. El estándar CIE/ISO proporciona un buen marco
general para representar las condiciones reales del cielo cubriendo todo el
espectro probable de cielos, por lo que se ha seleccionado como referencia a
lo largo de este trabajo. La caracterización de los cielos según el estándar
CIE requiere de medidas experimentales de la distribución de luminancia
del cielo, escasamente registradas en las instalaciones meteorológicas
terrestres. La tesis propone como alternativas para la clasificación de cielos
según la taxonomía CIE, la utilización de índices meteorológicos, imágenes
del cielo y algoritmos basados en inteligencia artificial. La estructura y la
eficacia de los algoritmos de aprendizaje automático empleados, redes
neuronales y árboles de decisión, se han optimizado mediante
procedimientos de selección de variables en el caso de la utilización de
índices meteorológicos y mediante técnicas de pre-procesamiento de
imágenes, como paso previo a la utilización del algoritmo de clasificación.
La tesis ha desarrollado también un nuevo modelo de eficacia luminosa,
calibrado localmente, con excelentes resultados tanto al utilizarlo para
todos los tipos de cielo como para condiciones de cielo claro, cubierto y
parcialmente cubierto.
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