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Mejora en la Transferencia de Calor Convectivo Turbulento Usando Nanofluidos de Plata: Impacto de los Recubrimientos de Citrato, Ácido Lipoico y Sílice

Autores: Bunpheng, Wasurat; Dhairiyasamy, Ratchagaraja

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Mejora en la Transferencia de Calor Convectivo Turbulento Usando Nanofluidos de Plata: Impacto de los Recubrimientos de Citrato, Ácido Lipoico y Sílice


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Química

Palabras clave

Nanofluidos
Rendimiento termohidráulico
Plata
Modificaciones de superficie
Transferencia de calor
Caídas de presión

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 23

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Este estudio tiene como objetivo investigar el rendimiento termohidráulico de nanofluidos de plata con diferentes modificaciones superficiales (citrato, ácido lipoico y sílice) en aplicaciones de transferencia de calor por convección turbulenta. Se prepararon tres nanofluidos de plata, cada uno modificado con recubrimientos de citrato, ácido lipoico o sílice. Los nanofluidos se caracterizaron por su estabilidad utilizando mediciones de potencial zeta y se evaluaron en un tubo de latón liso bajo condiciones de flujo turbulento. El montaje experimental involucró la medición de la temperatura, presión y caudal para evaluar los coeficientes de transferencia de calor, las caídas de presión y los factores de fricción. Los resultados se compararon con agua destilada como fluido base y se validaron contra modelos teóricos. El nanofluido con recubrimiento de sílice (Ag/S) mostró un aumento significativo del 35% en el coeficiente promedio de transferencia de calor en comparación con el agua destilada, mientras que los nanofluidos con recubrimiento de citrato (Ag/C) y ácido lipoico (Ag/L) mostraron ligeras disminuciones de aproximadamente 0.2% y 2%, respectivamente. El nanofluido Ag/S demostró un aumento del 9% en el número de Nusselt medio, lo que indica capacidades de transferencia de calor mejoradas. Sin embargo, todos los nanofluidos modificados experimentaron mayores caídas de presión y factores de fricción que el fluido base, siendo el nanofluido Ag/S el que mostró el mayor aumento en viscosidad (11.9%). Las modificaciones superficiales influyen significativamente en el rendimiento termohidráulico de los nanofluidos de plata. El nanofluido con recubrimiento de sílice muestra la mejora más sustancial en la transferencia de calor, lo que lo convierte en un candidato prometedor para aplicaciones que requieren una gestión térmica eficiente. Sin embargo, los costos hidráulicos aumentados asociados con mayores caídas de presión y factores de fricción deben ser gestionados cuidadosamente. Se necesita más investigación para optimizar estos nanofluidos para aplicaciones industriales específicas, considerando la estabilidad a largo plazo y los efectos de diferentes concentraciones y geometrías de nanopartículas.

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