Propiedades termofísicas de nanopartículas de óxido de silicio en dispersiones de agua y etilenglicol-agua
Autores: Wittmann, Franz; Arnautovic, Zlatan; Heberle, Florian; Brüggemann, Dieter
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Propiedades termofísicas de nanopartículas de óxido de silicio en dispersiones de agua y etilenglicol-agua
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Mediciones
Transmisión
Propiedades termofísicas
Nanopartículas de SiO2
Densidad
Capacidad calorífica específica
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Se han realizado mediciones de transmisión así como de propiedades termofísicas para diferentes concentraciones de nanopartículas de SiO2 (0, 1, 2, 5, 10 y 20 % en peso) en agua pura (W) y una mezcla de etilenglicol-agua (EG/W) en una relación de peso de 25/75, de 298 a 323 K a 100 kPa. En particular, la densidad, la capacidad calorífica específica y la difusividad térmica se miden mediante un densímetro, calorimetría diferencial de barrido y el método de destello láser. En el caso del 20 % en peso de SiO2, la transmisión en el rango visible se reduce en un 9.3%. Al mismo tiempo, la densidad aumenta linealmente en un 12.3% (en W) y un 11.3% (en EG/W). La capacidad calorífica específica disminuye en un 15.9% (en W) y un 17.3% (en EG/W), mientras que la difusividad térmica aumenta en un 16.4% (en W) y un 20.4% (en EG/W). Si bien las mediciones de densidad están en muy buena concordancia con la literatura, los valores medidos de la capacidad calorífica específica se desvían más del 5%, especialmente para concentraciones por debajo del 5 % en peso de SiO2. Además, se muestra que la conductividad térmica aumenta menos para fluidos en pequeños espacios en comparación con otros autores, lo que podría deberse a la supresión del movimiento browniano. Basado en los resultados de las mediciones, se desarrollan correlaciones dependientes de la temperatura y la concentración para las propiedades termofísicas investigadas utilizando dos parámetros ajustables. En general, estas correlaciones muestran desviaciones de menos del 4% respecto a los resultados experimentales, lo que ayudará a llenar los vacíos en la variación de los resultados experimentales debido al tamaño, la producción de nanofluidos de SiO2 y diferentes dispositivos de medición, y así optimizar las aplicaciones térmicas solares con nanofluido de SiO2.
Descripción
Se han realizado mediciones de transmisión así como de propiedades termofísicas para diferentes concentraciones de nanopartículas de SiO2 (0, 1, 2, 5, 10 y 20 % en peso) en agua pura (W) y una mezcla de etilenglicol-agua (EG/W) en una relación de peso de 25/75, de 298 a 323 K a 100 kPa. En particular, la densidad, la capacidad calorífica específica y la difusividad térmica se miden mediante un densímetro, calorimetría diferencial de barrido y el método de destello láser. En el caso del 20 % en peso de SiO2, la transmisión en el rango visible se reduce en un 9.3%. Al mismo tiempo, la densidad aumenta linealmente en un 12.3% (en W) y un 11.3% (en EG/W). La capacidad calorífica específica disminuye en un 15.9% (en W) y un 17.3% (en EG/W), mientras que la difusividad térmica aumenta en un 16.4% (en W) y un 20.4% (en EG/W). Si bien las mediciones de densidad están en muy buena concordancia con la literatura, los valores medidos de la capacidad calorífica específica se desvían más del 5%, especialmente para concentraciones por debajo del 5 % en peso de SiO2. Además, se muestra que la conductividad térmica aumenta menos para fluidos en pequeños espacios en comparación con otros autores, lo que podría deberse a la supresión del movimiento browniano. Basado en los resultados de las mediciones, se desarrollan correlaciones dependientes de la temperatura y la concentración para las propiedades termofísicas investigadas utilizando dos parámetros ajustables. En general, estas correlaciones muestran desviaciones de menos del 4% respecto a los resultados experimentales, lo que ayudará a llenar los vacíos en la variación de los resultados experimentales debido al tamaño, la producción de nanofluidos de SiO2 y diferentes dispositivos de medición, y así optimizar las aplicaciones térmicas solares con nanofluido de SiO2.