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Análisis de transferencia de calor en dinámica de fluidos computacional de un intercambiador de calor de doble tubo y características de flujo utilizando nanofluido TiO con agua

Autores: Alhulaifi, Abdulaziz S.

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Análisis de transferencia de calor en dinámica de fluidos computacional de un intercambiador de calor de doble tubo y características de flujo utilizando nanofluido TiO con agua


Categoría

Procesos industriales

Subcategoría

Diseño de procesos industriales

Palabras clave

Intercambiador de calor
Nanopartículas
Transferencia de calor por convección
Nanofluidos
Números de Reynolds
Aplicaciones industriales

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 20

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Un dispositivo llamado intercambiador de calor se utiliza para intercambiar transferencia de calor entre dos fluidos con diferentes temperaturas. Debido a su durabilidad y capacidad para manejar aplicaciones de alta presión, los intercambiadores de calor de doble tubo concéntrico se utilizan ampliamente en numerosas aplicaciones industriales. Para conservar la energía de la potencia de bombeo, muchos investigadores se han involucrado en el estudio de las nanopartículas que se incorporarán en el fluido, lo que enriquecerá la conductividad térmica y el área de superficie del fluido. Este artículo demuestra las características de flujo y la transferencia de calor por convección de nanofluidos que contienen 0.2, 0.4 y 0.6 de vol% de nanopartículas de TiO dispersas en agua bajo condiciones turbulentas, que principalmente pueden ser utilizadas para aplicaciones de enfriamiento de reactores nucleares. Se examinan numéricamente números de Reynolds que varían de 4000 a 18,000. Los resultados del coeficiente de transferencia de calor por convección del nanofluido concuerdan bien con los datos experimentales, que son ligeramente más que los del agua base en un 1.94%. Los resultados del modelo numérico mostraron que el coeficiente de transferencia de calor por convección de los nanofluidos aumentará cuando aumenten el número de Reynolds y la fracción de volumen. Al aumentar la temperatura del agua caliente anular, la tasa de transferencia de calor aumentará, mostrando un impacto menor en el coeficiente de transferencia de calor por convección de los nanofluidos. Se propone una solución generalizada que predice el coeficiente de transferencia de calor por convección para materiales de nanopartículas extensivas. La conclusión de la ecuación empírica se prueba entre los datos publicados y los resultados son altamente congruentes, confirmando la validez de la ecuación gamma.

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