Resumen

La adición de nanopartículas sólidas a los líquidos supone una mejora significativa de la transferencia de calor y del flujo hidrodinámico. En este estudio, se midieron experimentalmente las propiedades térmicas de tres tipos de nanopartículas (Al2O3, TiO2 y SiO2) dispersas en agua como fluido base. Se simuló numéricamente un flujo turbulento de transferencia de calor por convección forzada en el interior de un tubo plano calentado. El flujo de calor en torno al tubo plano es de 5000 W/m2 y el número de Reynolds oscila entre 5×103 y 50×103. El modelo CFD por el método de volúmenes finitos se realizó con un software comercial para determinar los coeficientes hidrodinámicos y de transferencia de calor. El estudio de simulación concluyó que las propiedades térmicas medidas y el número de Reynolds como parámetros de entrada y el factor de fricción y el número de Nusselt como parámetros de salida. Los datos medidos mostraron que la conductividad térmica y la viscosidad aumentan al aumentar la concentración volumétrica de los nanofluidos con una desviación máxima del 19 y 6%, respectivamente. Los resultados de la simulación concluyeron que el factor de fricción y el número de Nusselt aumentan con el incremento de la concentración volumétrica. Por otra parte, el tubo plano mejora la transferencia de calor y disminuye la caída de presión en un 6 y -4%, respectivamente, en comparación con el tubo circular. La comparación del análisis numérico con los datos experimentales disponibles mostró una buena concordancia con una desviación no superior al 2%.

• Materias:Biotecnología Análisis electroquímico Nanotecnología Nanoestructuras Nanomateriales
• Subjects:Biotechnology Electrochemical analysis Nanotechnology Nanostructures Nanomaterials
• Palabras claves:número de reynolds, tubo plano, factor de fricción, transferencia de calor, propiedades térmicas, concentración volumétrica, aumento del número de nusselt, transferencia de calor por convección, método de los volúmenes finitos, coeficiente de transferencia de calor
• Keywords:reynolds number, flat tube, friction factor, heat transfer, thermal properties, volume concentration, nusselt number increase, convection heat transfer, finite volume method, heat transfer coefficient