Practica N°6 Instrumental DE Radiacion PDF

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METEOROLOGIA Y CLIMATOLOGIA, PRACTICAS RESUELTAS CON FINES DE AYUDA....

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Tabla de contenido 1. Resumen ............................................................................................. 3 2. Introducción ....................................................................................... 3 3. Objetivos ............................................................................................. 4 4. Metodología ........................................................................................ 4 • Materiales e instrumental ............................................................... 4 • Pirómetro de Robittzch................................................................... 4 • Pirómetro de Bellani ....................................................................... 4 5. Datos ................................................................................................... 4 • Tabla 1: valores de intensidad de radiación como función de la diferencia temperaturas entre el bulbo negro y blanco. ......................... 4 • Tabla 2: constante de conversión de cm alcohol en el Bellani a radiación cincunglobal. ........................................................................ 4 • Constante de conversión del solarimetro (Ks) ............................... 4 • Constante de conversión del radiómetro termal (Kt).................... 4 6. Procesamiento de datos ...................................................................... 4 7. Resultados........................................................................................... 5 • Lectura del piranometro de Robittzch: Radiación circunglobal instantánea .......................................................................................... 5 • Lectura del piranometro de Bellani ............................................... 5 8. Cuestionario ....................................................................................... 6 9. Conclusiones ....................................................................................... 7 10. Bibliografía ......................................................................................... 8

1. Resumen En esta práctica se describirá y analizará las características por medio de imágenes todos los instrumentos meteorológicos usados para la medida de la radicación solar (horas de sol, radiación global, radiación difusa, radiación directa). Pirheliómetros, piranómetros, pirgéometros y pirradiometros o radiómetros netos. Seguidamente se determinará la radiación circunglobal instantánea y acumulada con las presentes lecturas tomadas del observatorio Alexander Von Humboldt. Conoiendo las características y los datos de temperatura de bulbo negro y blanco, obtenidos del piranometro de Robittzch. 2. Introducción La radiación solar es la energía emitida por el sol en forma de radiación electromagnética que llega a la atmósfera a la superficie terrestre. Medir la radiación solar es importante para un amplio rango de aplicaciones, principalmente como fuente alternativa de energía en la generación de electricidad y el diseño y uso de sistemas de calentamiento de agua, también en el sector de la agricultura, ingeniería, entre otros, destacándose el monitoreo del crecimiento de plantas, análisis de la evaporación e irrigación, arquitectura y diseño de edificios e infraestructura, implicaciones en la salud. La radiación solar es registrada por las estaciones meteorológicas, a través de distintos instrumentos, éstos se encargan de medir la densidad del flujo de energía de la radiación solar y de la radiación atmosférica y terrestre Existen distintos tipos de instrumental, que miden y registran la radiación de distintas maneras. Los piranómetro son los más comunes y se encargan de medir la radiación solar global (radiación directa y difusa). En la realización de esta práctica se reconocerá las características y el funcionamiento de los instrumentos de radiación solar: pirheliómetro, heliofanógrafo de Campbell-Stokes, radiómetro, pirómetro, en el que se destaca el piranómetro de Bellani, Robitzsch y Moll, y se obtendrá los valores de radiación solar con datos obtenidos de los piranómetros.

3. Objetivos ➢ Comprender las características básicas del instrumental de radiación y heliofanía. ➢ Estudiar de forma virtual mediante imágenes el instrumental de radiación. ➢ Determinar medidas de radiación: • Calcular la radiación circunglobal instantánea – lectura del pirómetro de Robittzch • Calcular la radiación circunglobal acumulada – lectura del pirómetro de Bellani. 4. Metodología •

Materiales e instrumental Mutimetro digital Calculadora Bandas de heliógrafo Tablas de conversión de los equipos

•

Pirómetro de Robittzch Radiación circunglobal instantánea, lecturas tomadas del 23 de mayo de 2016.

•

Pirómetro de Bellani Radiación circunglobal acumulada, lecturas tomadas del 23 de mayo de 2016.

5. Datos •

Tabla 1: valores de intensidad de radiación como función de la diferencia temperaturas entre el bulbo negro y blanco.

•

Tabla 2: constante de conversión de cm alcohol en el Bellani a radiación cincunglobal.

•

Constante de conversión del solarimetro (Ks)

•

Constante de conversión del radiómetro termal (Kt)

6. Procesamiento de datos •

Para el procesamiento de datos se hará uso de Microsoft Word 2016 para realizar el presente informe.

•

Ecuación de la radiación circunglobal total

(Q + q) cgt= L1 Y * K, unidad cal/cm2.Δt •

Ecuación de cuantificación de albedo A = (Q+q) r * 100(Q+q) i

7. Resultados •

Lectura del piranometro de Robittzch: Radiación circunglobal instantánea

Hora de lectura

Bulbo negro T°C

Bulbo blanco T°C

ΔT°C

Intensidad (ly/min)

7:30 horas

17.4°C

18.1°C

0.7°C

1.230

13:00 horas

22.6°C

23.3°C

0.7°C

1.559

• •

•

(17.4 + 18.1) /2 = 17.75 = 18 y 0.7 = 1.230 (22.6 + 23.3) /2 = 22.95 = 23 y 0.7 = 1.559

Lectura del piranometro de Bellani

Hora de lectura

Y

T°C

Nivel de alcohol a las 7.30 horas

1.8 cm

21.1°C

Nivel de alcohol 13:00 horas

17.2 cm

27°C

Resultado

15.4

24.05

ΔY = 17.2 – 1.8 = 15.4 Tprom = 21.1 + 27 / 2 = 24.05

Según la tabla 2, el factor de corrección es de k = 8 cal/cm3 a la temperatura promedio de 24.05 °C.

Rango de temperatura promedio del aire 12.6 – 17.5 17.6 – 22.5 22.6 – 27.5

Bellani a 1.5m Factor de corrección 8.2 8.1 8.0

Bellani a nivel del suelo Factor de corrección 8.7 8.6 8.5

Se remplaza en la formula (Q + q) cgt = Y x k (Q + q) cgt = 15.4 cm x 8 cal/cm3 (Q + q) cgt = 123.2 cal/cm2. ΔT 8. Cuestionario A. Explica ¿cómo obtendría la radiación circunglobal instantánea con el

solarimetro? Tanto la radiación incidente (Q+q) i y radiación reflejada (Q+q) r se dan a una altura determinada, ambas lecturas en mV, obtenidas por el multímetro digital del equipo, se les debe multiplicar por la constante propia del solarimetro (ks = 0.118132 cal/cm2.min.mV) para obtener ambas radiaciones en las unidades de energía. B. ¿Cuánto es la radiación circunglobal acumulada desde las 7:00 hasta

13?00 horas, en el día de la practica?

Hora de lectura

Y

T°C

Nivel de alcohol a las 7.30 horas

1.8 cm

21.1°C

Nivel de alcohol 13:00 horas

17.2 cm

27°C

Resultado

15.4

24.05

(Q + q) cgt = Y x k (Q + q) cgt = 15.4 cm x 8 cal/cm3 (Q + q) cgt = 123.2 cal/cm2. ΔT C. Explique. ¿Cómo determinaría la radiación difusa con los equipos

existentes en el observatorio AVH La Molina? El piranómetro esférico de Bellani se caracteriza por ser un instrumento totalizador capaz de medir la radiación directa y difusa (Q+q) incidente o reflejada en cuerpos libremente expuestos pero también es capaz de solo medir radiación difusa (incidente o reflejada) si se considera en adjuntar al equipo una especie de techo que actúe como un obstáculo a la

llegada o salida directa de radiación, forzando de esta manera a que la radiación directa que atraviese el “techo” se capte solo como radiación difusa. Así la cuantificación de radiación difusa se podría obtener a partir de la toma de medidas de los niveles de alcohol detectados en la bureta (en cm) y los valores de temperaturas (ºC) al momento de registrar las alturas de alcohol (en un tiempo determinado) y proceder a identificar la constante (K) que le correspondería según el rango estimado de la temperatura promedio para luego multiplicar ésta con la diferencia de las alturas obtenidas. D. Hallar el albedo del césped del observatorio

Para hallar el albedo necesitamos considerar los datos obtenidos del solarimetro por lo cual se multiplicaría cada una por la constante propia del equipo del cual se tiene que obtener la radiación incidente (Q+q) i y radiación reflejada (Q+q) r. Para cuantificar el albedo se usa la siguiente ecuación: a = (Q+q) r x 100 (Q+q) i E. Calcular la radiación neta en onda corta con el instrumental de radiación

existente. Piranometro de Moll – Gornzinsky (Solarimetro) Para cuantificar la radiación neta en onda corta (Rnoc), haciendo diferencia entre la radiación solar incidente y reflejada. Rnoc = (Q+q) i - (Q+e). 9. Conclusiones •

Se detalló las características y el funcionamiento de los instrumentos de radiación solar presentados en la práctica, como por ejemplo el pirheliómetro, piranometro de Robittzch, Moll – Gorzincky (solarimetro), piranometro esférico de Bellani, radiómetro.

•

Se obtuvo el valor de radiación circunglobal en determinado momento, debido a la diferencia de temperaturas obtenidas por el piranometro de Robittzh, en dos horarios diferentes 7 y 13 horas en el mismo día, cuyos valores de intensidad fueron cercanos.

•

De la misma forma la radiación circunglobal acumulada obtenidos con el piranometro esférico de Bellani, considerando el nivel de alchohol en la bureta, a las 7 y 13 horas, la cantidad de alcohol acumulado se relaciona directamente con la radiación total.

10. Bibliografía Servicio Nacional de Meteorologia e Hidrologia. (2003). Atlas de energia solar del Perú. Obtenido de: https://www.senamhi.gob.pe/pdf/atlas_solar.pdf Radiacion Solar. Ministerio de Medio Ambiente y Medio Rural y Marino. Obtenido de: http://www.aemet.es/documentos/es/eltiempo/observacion/radiacion/Radia cion_Solar.pdf...