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Conducción de Calor y Microconvección en Nanofluidos: Comparación entre Modelos Teóricos y Resultados Experimentales

Autores: Bovesecchi, Gianluigi; Corasaniti, Sandra; Costanza, Girolamo; Piccotti, Fabio; Potenza, Michele; Tata, Maria Elisa

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2022

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Acceso abierto

Artículo científico
2022

Conducción de Calor y Microconvección en Nanofluidos: Comparación entre Modelos Teóricos y Resultados Experimentales


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Nanofluidos
Conducción de calor
Fenómenos físicos
Nanopartículas
Conductividad térmica
Modelo teórico

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 17

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Un nanofluido es una suspensión que consiste en una distribución uniforme de nanopartículas en un fluido base, generalmente un líquido. El nanofluido puede ser utilizado como un fluido de trabajo en intercambiadores de calor para disipar calor en las industrias automotriz, solar, de aviación y aeroespacial. Existen numerosos fenómenos físicos que afectan la conducción de calor en los nanofluidos: agrupaciones, la formación de nanocapas adsorbentes, dispersión de fonones en la interfaz sólido-líquido, movimiento browniano del fluido base y termofóresis en los nanofluidos. La predominancia de un fenómeno físico sobre otro depende de varios parámetros, como la temperatura, el tamaño y la fracción de volumen de las nanopartículas. Por lo tanto, es muy difícil desarrollar un modelo teórico para estimar la conductividad térmica efectiva de los nanofluidos que considere todos estos fenómenos y sea preciso para cada valor de los parámetros influyentes. El objetivo de este estudio es promover una forma de encontrar las condiciones (temperatura, fracción de volumen) bajo las cuales ciertos fenómenos prevalecen sobre otros con el fin de obtener una herramienta cuantitativa para la selección del modelo teórico a utilizar. Para este propósito, se analizaron dos conjuntos (SET-I, SET-II) de datos experimentales; uno fue obtenido de la literatura y el otro a través de pruebas experimentales. Se utilizaron diferentes modelos teóricos, cada uno considerando algunos fenómenos físicos y desestimando otros, para explicar los resultados experimentales. Los resultados del artículo muestran que las agrupaciones, la formación de la nanocapa adsorbente y la dispersión de fonones en la interfaz sólido-líquido son los principales fenómenos a considerar cuando = 1 ÷ 3%. En cambio, a una temperatura de 50 grados C y en el rango de fracción de volumen (0.04-0.22%), la microconvección prevalece sobre otros fenómenos.

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