Sábado 13 Xullo 2024

Un investigador da UVigo deseña 22 novas famiilias de nanofluídos

Javier Pérez Vallejo desenvolveu na súa tese diversos tipos destes materiais con aplicacións en procesos de transferencia de calor

A baixa condutividade térmica dos fluídos comunmente empregados para procesos de transferencia de calor na industria e nas enerxías renovables é o principal obstáculo para o incremento da súa eficiencia enerxética. Atendendo a esta premisa, o investigador do grupo de Física Aplicada 2 da Universidade de Vigo Javier Pérez Vallejo centrou a súa tese de doutoramento en buscar novas vías para salvar esa eiva, en concreto estudando as propiedades dos nanofluídos. “A dispersión de partículas sólidas de tamaño nanométrico e cunha alta condutividade térmica (nanoaditivos) neses fluídos convencionais (fluídos base)”, explica o experto, “proporciona unha grande oportunidade para a mellora do seu rendemento de transferencia de calor”. Ademais, esas dispersións, coñecidas como nanofluídos, engade, “tamén teñen demostrado producir unha mellora da capacidade de absorción de luz solar, creando fluídos absorbentes de luz mellorados”.

A tese foi codirixida por José Fernández Seara e Luis Lugo, profesores das áreas de Máquinas e Motores Térmicos e Física Aplicada da Universidade de Vigo, respectivamente e enmárcase en dous proxectos coordinados do Ministerio de Economía e Competitividade e no marco da Acción COST Nanouptake. Como explica o seu autor, a tese foi realizada “pola modalidade compendio de artigos” e inclúe 11 textos previamente publicados en revistas de investigación internacionais.

Publicidade

Froito da investigación levada a cabo na tese, unha empresa do sector enerxético está a realizar ensaios cun nanofluído en equipos de refrixeración de turbinas eólicas de alta potencia. En concreto, estase a avaliar o seu rendemento en dous aeroxenerados en funcionamento continuo situados nun dos seus parques eólicos en Galicia.

Unha empresa xa está realizando ensaios cun dos nanofluídos en equipos de refrixeración de turbinas eólicas

Os nanofluídos e o grafeno

A través dos distintos traballos, o investigador deseñou 22 novas familias de nanofluídos para aplicacións de transferencia de calor, presentando especial atención a parámetros como a estabilidade das dispersións a longo prazo e a influenza de variables como a concentración dos nanoaditivos ou o tamaño e forma das nanopartículas.

Publicidade

Para isto, Pérez Vallejo empregou como fluídos base compostos amplamente empregados en aplicacións de quentamento ou arrefriamento como auga, etilenglicol, propilenglicol ou diferentes mesturas entre eles. Como nanoaditivos apostou polos nanomateriais baseados en carbono e en especial o grafeno, “polas súas excepcionais propiedades térmicas”.

Aplicacións de transferencia de calor

Como explica o investigador, “a determinación das propiedades físicas dos nanofluídos é fundamental para describir a súa eficiencia como novos fluídos de traballo”. Atendendo a isto, deseñou varias caracterizacións físicas para diversas aplicacións concretas, “como mellorar a transferencia de calor na captación xeotérmica e na refrixeración de turbinas eólicas ou a absorción da luz en absorbentes solares directos”. Ademais, apunta, para as aplicacións de transferencia de calor “determináronse experimentalmente as condutividades térmicas, viscosidades (comportamento reolóxico), capacidades caloríficas e densidades dos novos nanofluídos en amplos rangos de condicións”.

Así, alcanzáronse incrementos da condutividade térmica, un dos parámetros con máis influencia nos procesos de intercambio de calor por convección xunto coa viscosidade, de ata o 16 %. Ademais, analizouse a potencialidade de diversos modelos da literatura para todas as propiedades estudadas e propúxose unha nova ecuación para modelar o comportamento da viscosidade en función da concentración de nanoaditivo e a temperatura. Finalmente, para aplicacións de absorción directa da luz, determinouse a transmitancia óptica das novas mostras, “obtendo incrementos de máis dun 4000% do coeficiente de extinción para certas lonxitudes de onda”.

Finalmente, o rendemento de transferencia de calor por convección foi avaliado mediante un banco de ensaios “cuxo elemento principal é un intercambiador de calor de dobre tubo para as familias de nanofluídos que presentaban mellores expectativas”. A través dos diferentes traballos, alcanzáronse melloras dos coeficientes de convección de ata o 32 %. Por último, obtivéronse correlacións adimensionais para caracterizar este comportamento para cada grupo de nanofluídos e así ampliar a utilidade destes estudos a outras aplicacións.


Máis información: Design, characterization and heat transfer performance evaluation of carbon-based nanofluids for renewable energy applications.

DEIXAR UNHA RESPOSTA

Please enter your comment!
Please enter your name here

Este sitio emprega Akismet para reducir o spam. Aprende como se procesan os datos dos teus comentarios.

Relacionadas

A UVigo emprega plantas trampa para loitar contra unha praga nas patacas

A 'Solanum sisymbriifolium' é capaz de enganar ao nematodo que ataca ao tubérculo causando a súa morte

A UVigo amplía a oferta académica co primeiro grao con mención dual de Galicia

O mércores 19 ábrese a preinscrición para as titulacións, que inclúen cinco Programas Académicos con Percorridos Sucesivos

O ciclo do sal nos océanos e o seu impacto no colapso da AMOC

Se o bucle de circulación Atlántico daría lugar a un arrefriado brusco do clima europeo

Un equipo de Ourense define as mellores rutas para instalar aeroportos de drons

O grupo Aerolab está creando unha ferramenta computacional baseándose en datos xeoespaciais, meteorolóxicos e de simulación de dinámica de fluídos