Funcionamiento de un termosifón cilíndrico con distintos fluidos de trabajo

Abstract

Actualmente, las investigaciones llevadas a cabo en el campo de la transmisión de calor mediante termosifón, tratan de conocer el comportamiento de las distintas sustancias, con el fin de optimizar dicha tecnología para la transferencia de calor. En este sentido, en el Área de Máquinas y Motores Térmicos, perteneciente al Departamento de Ingeniería Mecánica, Energética y de Materiales de la Universidad Pública de Navarra, se está llevando a cabo un proyecto de investigación con fluidos de trabajo en termosifones bifásicos de baja y media temperatura. Se está estudiando la importancia que puede tener, en la eficiencia global de los termosifones mencionados, el fluido utilizado. El presente Proyecto Fin de Carrera (PFC) forma parte de esta investigación. Abarca los ensayos realizados con un prototipo de termosifón cilíndrico bifásico de acero inoxidable, y sigue el camino iniciado por otro PFC sobre un prototipo de termosifón de forma prismática de aluminio. Estos ensayos, tanto con el prototipo cilíndrico como con el prismático, han consistido básicamente en, primero, hacer funcionar al termosifón en unas condiciones estables de trabajo con diferentes fluidos de trabajo, y segundo, medir en estas condiciones de estabilidad el comportamiento del termosifón con los diferentes fluidos de trabajo. De estas mediciones se obtienen las diferencias de comportamiento en el termosifón entre los distintos fluidos de trabajo. Los objetivos fundamentales de este proyecto son tres. Uno, exponer cómo se han llevado a cabo los ensayos mencionados con el prototipo de termosifón cilíndrico, explicando lo que se ha hecho y por qué. Dos, presentar de forma clara los resultados de las mediciones realizadas, haciendo especial énfasis en las diferencias de comportamiento del termosifón con las sustancias ensayadas. Y tres, hacer una comparación de los resultados obtenidos en los ensayos con el prototipo de termosifón cilíndrico y prismático. Además de hacer funcionar al termosifón cilíndrico con diferentes fluidos de trabajo, se han realizado ensayos modificando otras variables que gobiernan el rendimiento del prototipo, como la carga, la temperatura de trabajo, la orientación del termosifón o el flujo de calor entrante al termosifón. Por lo tanto, también se van a presentar los resultados de estos ensayos, mostrándose los cambios de rendimiento del prototipo cilíndrico al modificarse las mencionadas variables. Y finalmente se analizará el comportamiento del termosifón en función de las propiedades termo-físicas del fluido de trabajo, presión y entalpía de vaporización.