Simulación de un Sistema de Refrigeración por Compresión de Vapor Usando Nanofluidos como Fluido Secundario

Abstract

Nuevos fluidos de transferencia de calor vienen siendo investigados en la actualidad, entre ellos los denominados nanofluidos, ésta tecnología parece prometedora en futuras aplicaciones en el campo de la ingeniería y la industria, en este trabajo, se evaluó a través de la simulación, las propiedades termodinámicas de un nanofluido (fluido base + nanoparticulas) utilizado como fluido secundario en un circuito simple de refrigeración por compresión de vapor, tanto en el evaporador como en el condensador. Con la simulación numérica de un sistema de refrigeración mediante el software EES, se evaluó las propiedades de transferencia de calor de los nanofluidos y cómo ellas afectan a otros parámetros tales como: flujo másico de refrigerante, caídas de presión, longitud del evaporador y condensador para diferentes concentraciones de nanopartículas, en agua y etilenglicol como fluidos base. Se realizó la simulación con diferentes materiales de nanoparticulas como, Cu, Al2O3, CuO, TiO2 y nanotubos de carbono (NTC). Como resultado de esta simulación, se obtuvo que el nanofluido (Etilenglicol+NTC) en una concentración de 2%, mejoró las propiedades de transferencia de calor en el sistema secundario de refrigeración, influyendo directamente en la disminución del área del evaporador [42%], una reducción del flujo másico de refrigerante [12%] y una disminución en la caída de presión del refrigerante [30%]. Mientras que el nanofluido (Agua + NTC) a una concentración volumétrica de 2%, obtuvo una disminución del área del evaporador de hasta 17%, una reducción del flujo másico de refrigerante de 14 % y una disminución en la caída de presión del refrigerante de 17%. Palabras Clave: Nanofluidos, nanopartículas, sistema de refrigeración, simulación numérica, Nanotubos de Carbono.