Analysis of working nanofluids for a refrigeration system

• Diana C. Hernández ^[1] ; César Nieto-Londoño ^[1] ; Zulamita Zapata-Benabithe ^[1]
  1. [1] Universidad Pontificia Bolivariana

     Universidad Pontificia Bolivariana

     Colombia

     
• Localización: DYNA: revista de la Facultad de Minas. Universidad Nacional de Colombia. Sede Medellín, ISSN 0012-7353, Vol. 83, Nº. 196, 2016, págs. 176-183
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Análisis de nanofluidos para un sistema de refrigeración
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• Resumen
  • español

    Este trabajo presenta el análisis de nanofluidos para mejorar la eficiencia térmica de un sistema de refrigeración. Se realizaron simulaciones en ANSYS FLUENT 15.0 de la mezcla de refrigerantes R113, R123 y R134a, con nanopartículas de Al2O3 al 1 vf% y 5 vf% de concentración, fluyendo a través de un tubo horizontal con temperatura de pared constante. Se empleó el modelo de mezcla Mixture, y el modelo de turbulencia k-e para obtener resultados del coeficiente de transferencia de calor, temperatura y caída de presión para cada uno de los casos. Los resultados muestran un aumento en las características térmicas de los tres refrigerantes utilizados. Sin embargo el tamaño de las nanopartículas no afecta las características del nanofluido, y no se presenta una tendencia en el comportamiento de la caída de la presión a diferentes concentraciones de nanopartículas. Finalmente se seleccionó la mezcla de R134a y partículas de 30 nm de diámetro de Al2O3 al 1vf% debido a su mayor eficiencia térmica y a sus mejores características como refrigerante.

  • English

    This paper presents the analysis of nanorefrigerant fluids to improve the thermal efficiency of a refrigeration system. Simulations in ANSYS FLUENT 15.0 were performed with mixtures of refrigerants R113, R123 and R134a, with Al2O3 nanoparticles at 1 vf% and 5 vf% (vf%, fraction volume concentration), flowing through a horizontal tube with a constant wall temperature. A mixture and the k-e turbulent models were employed to obtain results of heat transfer coefficient, temperature and pressure drop for each case. Results show an increment in thermal characteristics by adding 1 vf% and 5 vf% of Al2O3 nanoparticles to the three refrigerants selected. However, the size of the nanoparticle does not affect the thermal properties of nanofluid and the pressure drop does not show a specific pattern of behavior at different concentrations of nanoparticles. Finally, the mixture of R134a with 30 nm of mean diameter size Al2O3 at 1 vf% was selected because of its higher thermal efficiency and its favorable properties as a refrigerant