Ciencias Exactas y Ciencias de la Salud
Permanent URI for this collectionhttps://hdl.handle.net/11285/551039
Pertenecen a esta colección Tesis y Trabajos de grado de las Maestrías correspondientes a las Escuelas de Ingeniería y Ciencias así como a Medicina y Ciencias de la Salud.
Browse
Search Results
- Estudio de la coción y enfriamiento de alimentos implementando nanofluidos en sistemas térmicos(Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 2021-12-06) Chadid Gutiérrez, Maria Alejandra; RIVERA SOLORIO, CARLOS IVAN; 121148; Rivera Solorio, Carlos Iván; puemcuervo, emipsanchez; Gijón Rivera, Miguel Ángel; López Salinas, José Luis; Escuela de Ingeniería y Ciencias; Campus MonterreyLos últimos descubrimientos en nanotecnología han permitido el desarrollo de partículas con tamaño menor a 100 nm, y con ello, el desarrollo de los nanofluidos. Los nanofluidos son la mezcla de un fluido base y partículas de tamaño menor a 100 nm o nanopartículas. Los nanofluidos han reportado gran potencial para aumentar la eficiencia energética de sistemas térmicos debido a la mejoría en las propiedades térmicas de los fluidos. En el presente trabajo se analiza el comportamiento de la transferencia de calor en dos equipos para el calentamiento y enfriamiento de alimentos comúnmente usados en la industria alimenticia: Vertical griddle y Maketable respectivamente. El vertical Griddle es un equipo que utiliza energía eléctrica para generar vapor que circula a través de una plancha en la cual se calientan hamburguesas y el Maketable o mesa para la preparación de alimentos es un equipo que mantiene frescos los alimentos en compartimientos inmersos en glicol refrigerado. Nanofluidos con base en agua y glicol fueron caracterizados para ser implementados en los respectivos equipos. Mediciones de conductividad térmica y calor específico fueron realizadas para nanofluidos de Al2O3, TiO2, MWCNTs y GNP, en concentraciones de 10\%, 6\% y 3.5\% y 3\% en peso. Los nanofluidos con las mejores propiedades térmicas fueron seleccionados para ser implementados en cada equipo según corresponda. Para al realización de los experimentos, prototipos del vertical griddle y Maketable fueron construidos e instrumentados. Mediciones de temperatura, presión y flujo másico fueron realizadas en los diferentes prototipos. El análisis de los datos obtenidos experimentalmente fue enfocado en la reducción de consumo de energía, remoción de calor, reducción porcentual de temperatura y reducción de constante de tiempo. Se pudo concluir que la implementación de nanofluidos de grafeno con base en agua con concentración en peso del 6\% en el vertical Griddle logró reducir el consumo de energía durante la marcha en un 30\% y de 4\% en total en comparación al consumo energético hallado para la prueba con agua. Además, se logró mantener la temperatura de las placas necesaria para la cocción del alimento obteniendo dichos ahorros en el consumo de energía. \\ Por otro lado, también se encontró que con la implementación de nanofluidos de Al2O3 con base en glicol al 20\% de concentración en peso en el Maketable, fue posible alcanzar mayores porcentajes de reducción de temperatura que los alcanzados con el fluido habitual de trabajo: glicol. Mientras que las reducciones de temperatura en el glicol fueron del 69\% al 75\%, las reducciones de temperatura alcanzada con el nanofluido de Al2O3 con base en glicol al 20\% de concentración van desde 73\% al 86\%. De la misma manera, la constante de tiempo encontrada para la prueba con nanofluido fue 20\% menor a la obtenida con glicol. Lo que implica que el 63\% del cambio de la temperatura se logró 20\% más rápido implementando nanofluido respecto al fluido base. Otros aspectos como la diferencia de presiones y remoción de calor fueron analizados para los equipos correspondientes. Por último, se proponen áreas de oportunidad para futuros estudios que puedan ser realizados en el vertical griddle y Maketable relacionados con la eficiencia energética de los equipos utilizando nanofluidos.
- Aplicación de nanofluidos en un concentrador solar parabólico lineal para aprovechamiento de energía térmica(2017-05-15) Bretado de los Rios, Mariana Soledad; Rivera Solorio, Carlos Iván; López Salinas, José Luis; García Cuéllar, Alejandro JavierEstá investigación analiza el efecto en el desempeño térmico de un Colector Solar Parabólico Lineal (CSPL) debido a la aplicación de nanofluidos como fluido de trabajo. Se utilizan las normas ASHRAE 93-2003 Y SRCC Standard 600 2014-07 para realizar esta evaluación. Se desarrolla un modelo teórico por medio de balances de energía con el fin de comparar los resultados de desempeño térmico con pruebas experimentales y comprender mejor la influencia de los factores que afectan considerablemente el aprovechamiento de calor del concentrador. Se obtiene la eficiencia térmica experimental con la norma ISO 9806 (SRCC Standard 600 2014-07) de un CSPL desarrollado por una empresa nacional, usando agua como fluido de trabajo, para el cual se obtiene una eficiencia máxima de 40%. De igual manera se obtiene la eficiencia experimental usando nanofluidos, formados de agua como fluido base y nanopartículas de óxido de aluminio (H2O − Al2O3 ) de diámetro promedio d = 46.45 nm, cuyo efecto es incrementar la conductividad térmica del fluido base. Se mide y analiza la conductividad térmica y viscosidad del nanofluido, las cuales influyen directamente en el calor transferido del tubo al fluido. Se caracterizan las muestras de nanofluido preparadas para asegurar que la dispersión sea adecuada y la muestra sea estable y homogénea. Se realizan las pruebas con diferentes concentraciones volumétricas (ΦVol), con 3% se obtiene una eficiencia máxima de 44% y con 2% la eficiencia máxima es de 40.2%. Se encontró que usando nanopartículas se puede incrementar el calor absorbido por el fluido y por lo tanto la transferencia de calor entre el tubo receptor del CSPL y el fluido, y por ende beneficiar la eficiencia del concentrador. Uno de los aspectos importantes a considerar en el flujo de nanofluidos es el efecto de las fuerzas viscosas, ya que a menor velocidad del flujo la viscosidad puede disminuir el régimen del flujo y afectar el desempeño del concentrador.