Resumen

Se realizan simulaciones numéricas bidimensionales para estudiar el flujo por convección forzada de diferentes nanofluidos basados en agua (ZnO, Al2O3 y SiO2) con fracciones de volumen (ϕ) = 0-5 y tamaño de nanopartícula fijo (dp) = 20 nm para números de Reynolds (Re) = 50-225 sobre un escalón doble orientado hacia atrás con una relación de expansión (ER) = 2 en condiciones de flujo de calor constante (q″ = 3000 W/m2) utilizando el método de volúmenes finitos. Los resultados indican que el número de Nusselt local aumenta con la fracción de volumen y el número de Reynolds para todos los fluidos de trabajo. En comparación con el agua, el aumento máximo de transferencia de calor de alrededor del 21,22% se logró mediante el uso de nanofluido de agua-SiO2 en Re = 225 con ϕ = 5 y dp = 20 nm. En condiciones similares, los nanofluidos de Al2O3 y ZnO demostraron un 14,23 y 11,86 ugmentación en la transferencia de calor en comparación con el agua. El coeficiente de fricción de la piel disminuye con el aumento de Re para todos los fluidos de trabajo. No se observan diferencias significativas en los valores del coeficiente de fricción de la piel entre todos los fluidos de trabajo a un Re particular. Estos resultados indican que se ha conseguido mejorar la transferencia de calor sin aumentar los requisitos energéticos. Además, la velocidad aumenta con el incremento de Re, siendo el nanofluido SiO2 el que presenta la mayor velocidad en comparación con otros fluidos de trabajo.

• Materias:Catálisis Cinética química Hidrodinámica Nanopartículas Tecnología de los combustibles
• Subjects:Catalysis Chemical kinetics Hydrodynamics Nanoparticles Fuel technology
• Palabras claves:coeficiente de fricción de la piel, fluidos, agua, aumento máximo de la transferencia de calor, flujo de calor constante, simulaciones numéricas dimensionales, método de volumen finito, aumento de la transferencia de calor, número de Nusselt local, Al2O3
• Keywords:skin friction coefficient, fluids, water, maximum heat transfer augmentation, constant heat flux, dimensional numerical simulations, finite volume method, heat transfer enhancement, local Nusselt number, Al2O3