Caracterización de suspensiones de refrigerante HFE 7500 que contienen nanopartículas de óxido y nitruro: Perspectivas térmicas, reológicas y electrocinéticas
Autores: Ozturk, Serdar; Schmidt, Keagan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Caracterización de suspensiones de refrigerante HFE 7500 que contienen nanopartículas de óxido y nitruro: Perspectivas térmicas, reológicas y electrocinéticas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Química
Palabras clave
Nanofluidos
Conductividad térmica
Tamaño de partículas
Viscosidad
óxidos metálicos
Suspensiones
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 23
Citaciones: Sin citaciones
Los nanofluidos, suspensiones diseñadas de partículas de tamaño nanométrico, han atraído una atención significativa debido a sus propiedades térmicas mejoradas, lo que los convierte en candidatos prometedores para aplicaciones avanzadas de transferencia de calor. Sin embargo, a pesar de los estudios extensos, persisten incertidumbres respecto a la magnitud y el origen de estos efectos, limitando su implementación práctica. Para abordar esto, presentamos un estudio integral sobre formulaciones de nanofluidos basadas en el refrigerante comercial HFE-7500, incorporando dispersiones estabilizadas por surfactantes de varias nanopartículas de óxido y nitruro metálico. Medimos propiedades fisicoquímicas clave, incluyendo potencial zeta, tamaño de partículas, viscosidad y conductividad térmica. Nuestros resultados muestran que, aunque los nanofluidos exhibieron alta estabilidad, sus tamaños de partículas en suspensión eran significativamente mayores que los tamaños de nanopartículas primarias medidos por TEM. Notablemente, las suspensiones basadas en alúmina demostraron la mayor mejora, exhibiendo aumentos de aproximadamente 10-15% en conductividad térmica en función del porcentaje de volumen. Estos superaron las mejoras del 5-10% observadas con otros óxidos metálicos, un efecto que puede estar relacionado con sus tamaños de partículas comparativamente mayores. Sin embargo, las mejoras observadas fueron menores que algunos valores reportados previamente que afirmaban aumentos anómalamente altos en la conductividad térmica. Además, la viscosidad de corte constante aumentó con la concentración de partículas, mostrando mejoras del 10-20%, lo que sugiere un posible compromiso para la implementación práctica. Nuestros hallazgos refinan la comprensión del comportamiento de los nanofluidos en refrigerantes y establecen una base para optimizar su rendimiento en aplicaciones de gestión térmica. Sin embargo, los aumentos de viscosidad deben ser considerados cuidadosamente al diseñar nanofluidos de próxima generación para su uso en el mundo real.
Descripción
Los nanofluidos, suspensiones diseñadas de partículas de tamaño nanométrico, han atraído una atención significativa debido a sus propiedades térmicas mejoradas, lo que los convierte en candidatos prometedores para aplicaciones avanzadas de transferencia de calor. Sin embargo, a pesar de los estudios extensos, persisten incertidumbres respecto a la magnitud y el origen de estos efectos, limitando su implementación práctica. Para abordar esto, presentamos un estudio integral sobre formulaciones de nanofluidos basadas en el refrigerante comercial HFE-7500, incorporando dispersiones estabilizadas por surfactantes de varias nanopartículas de óxido y nitruro metálico. Medimos propiedades fisicoquímicas clave, incluyendo potencial zeta, tamaño de partículas, viscosidad y conductividad térmica. Nuestros resultados muestran que, aunque los nanofluidos exhibieron alta estabilidad, sus tamaños de partículas en suspensión eran significativamente mayores que los tamaños de nanopartículas primarias medidos por TEM. Notablemente, las suspensiones basadas en alúmina demostraron la mayor mejora, exhibiendo aumentos de aproximadamente 10-15% en conductividad térmica en función del porcentaje de volumen. Estos superaron las mejoras del 5-10% observadas con otros óxidos metálicos, un efecto que puede estar relacionado con sus tamaños de partículas comparativamente mayores. Sin embargo, las mejoras observadas fueron menores que algunos valores reportados previamente que afirmaban aumentos anómalamente altos en la conductividad térmica. Además, la viscosidad de corte constante aumentó con la concentración de partículas, mostrando mejoras del 10-20%, lo que sugiere un posible compromiso para la implementación práctica. Nuestros hallazgos refinan la comprensión del comportamiento de los nanofluidos en refrigerantes y establecen una base para optimizar su rendimiento en aplicaciones de gestión térmica. Sin embargo, los aumentos de viscosidad deben ser considerados cuidadosamente al diseñar nanofluidos de próxima generación para su uso en el mundo real.