Investigación exhaustiva sobre el rendimiento térmico de tubos de calor mejorados con nanofluidos para sistemas avanzados de gestión térmica
Autores: Govindasamy, Mohan; Ezhumalai, Manikandan; Dhairiyasamy, Ratchagaraja; Varshney, Deekshant; Singh, Subhav; Gabiriel, Deepika
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Investigación exhaustiva sobre el rendimiento térmico de tubos de calor mejorados con nanofluidos para sistemas avanzados de gestión térmica
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería General
Palabras clave
Rendimiento térmico
Tubos de calor
Nanofluidos
Nanopartículas
Conductividad térmica
Transferencia de calor.
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 39
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio investiga el rendimiento térmico de tubos de calor utilizando nanofluidos a base de plata (Ag), óxido de aluminio (AlO) y nanotubos de carbono de paredes múltiples (MWCNTs) a concentraciones variables. Los tubos de calor, reconocidos por su eficiencia en la gestión térmica pasiva, enfrentan limitaciones con los fluidos tradicionales. Los nanofluidos, diseñados dispersando nanopartículas en fluidos base, fueron explorados como alternativas debido a su conductividad térmica y propiedades convectivas superiores. Los nanofluidos fueron preparados utilizando ultrasonicación, y su conductividad térmica, viscosidad y estabilidad fueron evaluadas. Se realizaron pruebas experimentales bajo condiciones controladas para evaluar el impacto del tipo de nanopartícula, concentración, ángulo de inclinación y relación de llenado de fluido en métricas de rendimiento, incluyendo la resistencia térmica (TR) y los coeficientes de transferencia de calor (HTCs). Los resultados demostraron que los nanofluidos a base de Ag superaron a los demás, logrando un aumento del 150% en la conductividad térmica y una reducción del 83% en la TR en comparación con agua desionizada. Los HTCs aumentaron en un 300% para los nanofluidos de Ag con una concentración del 0.5%. Los ángulos de inclinación y las relaciones de llenado también afectaron significativamente el rendimiento, con condiciones óptimas identificadas en una relación de llenado del 70% y un ángulo de inclinación de 30 grados. Los hallazgos resaltan el potencial de los nanofluidos en la optimización de sistemas de transferencia de calor y proporcionan un marco para seleccionar parámetros adecuados en aplicaciones industriales.
Descripción
Este estudio investiga el rendimiento térmico de tubos de calor utilizando nanofluidos a base de plata (Ag), óxido de aluminio (AlO) y nanotubos de carbono de paredes múltiples (MWCNTs) a concentraciones variables. Los tubos de calor, reconocidos por su eficiencia en la gestión térmica pasiva, enfrentan limitaciones con los fluidos tradicionales. Los nanofluidos, diseñados dispersando nanopartículas en fluidos base, fueron explorados como alternativas debido a su conductividad térmica y propiedades convectivas superiores. Los nanofluidos fueron preparados utilizando ultrasonicación, y su conductividad térmica, viscosidad y estabilidad fueron evaluadas. Se realizaron pruebas experimentales bajo condiciones controladas para evaluar el impacto del tipo de nanopartícula, concentración, ángulo de inclinación y relación de llenado de fluido en métricas de rendimiento, incluyendo la resistencia térmica (TR) y los coeficientes de transferencia de calor (HTCs). Los resultados demostraron que los nanofluidos a base de Ag superaron a los demás, logrando un aumento del 150% en la conductividad térmica y una reducción del 83% en la TR en comparación con agua desionizada. Los HTCs aumentaron en un 300% para los nanofluidos de Ag con una concentración del 0.5%. Los ángulos de inclinación y las relaciones de llenado también afectaron significativamente el rendimiento, con condiciones óptimas identificadas en una relación de llenado del 70% y un ángulo de inclinación de 30 grados. Los hallazgos resaltan el potencial de los nanofluidos en la optimización de sistemas de transferencia de calor y proporcionan un marco para seleccionar parámetros adecuados en aplicaciones industriales.