Regresar

Uso de herramientas de optimizaci?n termodin?mica para fluidos de transferencia de calor basados en nanotubos y material micro encapsulado de cambio de fase

Abstract:

Se presenta el desarrollo de una metodolog?a para optimizar combinaciones de fluidos de transferencia de calor basados en nanotubos de carbono multipared (MWCNT) y microc?psulas de material que cambia de fase (MPCM) para procesos usuales en transferencia de calor tales como flujo de calor constante y temperatura de pared constante. Las mezclas de estos fluidos presentan propiedades termof?sicas atractivas como incremento de conductividad t?rmica y calor espec?fico, sin embargo tambi?n se incrementa la viscosidad, existiendo as? un compromiso entre propiedades, que depende de las concentraciones de MWCNT y MPCM en agua. De esta forma es posible incrementar la disipaci?n de calor y reducir las irreversibilidades del proceso. Los efectos en la densidad, calor espec?fico, conductividad t?rmica y viscosidad en funci?n de las concentraciones volum?tricas de los componentes de la mezcla, fueron considerados usando modelos experimentales y te?ricos disponibles en la literatura. Se considera un rango de concentraciones volum?tricas de cero a 12% para MPCM y de 0 a 1% para MWCNT, y una proporci?n ?ptima es presentada para cada proceso de transferencia de calor analizado. La optimizaci?n termodin?mica realizada en este proyecto se basa en el m?todo de minimizaci?n de generaci?n de entrop?a (EGM), para ello se emplearon t?cnicas de optimizaci?n de funciones no lineales con restricciones de desigualdad y gr?ficas de generaci?n de entrop?a elaboradas en MATLAB?. Seg?n determinados par?metros, se obtuvo m?nima generaci?n de entrop?a para la mezclas optimas, entre los resultados para flujo de calor constante, r?gimen laminar, carga t?rmica de 1000 W/m2 y di?metro de tuber?a de 5mm, la concentraci?n m?xima de MPCM y MWCNT es recomendada para maximizar el desempe?o.