Diseño, construcción y caracterización de un termosifón tipo contorno

Abstract

RESUMEN: En la presente investigación se diseñó, construyó y caracterizó un termosifón bifásico tipo contorno usando agua destilada como fluido de trabajo. El diseño y la elección del material y del fluido de trabajo fueron considerados en base a la información de la literatura obtenida en las últimas dos décadas. Para la caracterización del termosifón fue necesario la construcción de una instalación experimental, en la que diferentes pruebas experimentales con tres flujos de agua de enfriamiento (1 lpm, 1.5 lpm y 2 lpm), variando el suministro de calor en la zona del evaporador (150 W, 300 W y 450 W) y diferentes porcentajes en el volumen de llenado (Ψ=20%, Ψ=30% y Ψ=40%) permitieron determinar la capacidad máxima de transporte de calor y la eficiencia térmica del dispositivo. Los resultados muestran que la capacidad máxima de transporte de calor se lleva a cabo con el mayor suministro de calor en el evaporador (450 W) y con el menor porcentaje de llenado (Ψ=20%), la tendencia indica que a mayores flujos de agua de enfriamiento, la capacidad en el transporte de calor se incrementa. Se pudo observar también que a pesar de que la eficiencia térmica presentó una tendencia decreciente conforme se aumentaba el porcentaje en el volumen de llenado, los valores obtenidos mostraron que la influencia de mayores flujos de agua de enfriamiento, es decir una mayor capacidad de disipar calor, conducirá a un aumento de la eficiencia térmica para cada uno de los flujos de calor suministrados. ABSTRACT: In the present investigation a Closed Two-Phase Loop Thermosyphon was designed, constructed and characterized using distilled water as the working fluid. The characterization results are presented in this thesis. The design, the material and working fluid elected were considered based on the information obtained from the literature in the past two decades. For the characterization of the thermosyphon, the design of an experimental set-up was necessary for different experimental tests, where three flows of cooling water (1 lpm , 1.5 lpm and 2 lpm) are using across the condenser zone, varying the heat supply in the evaporator zone (150 W , 300 W and 450 W ) for different fill ratio volume ( Ψ=20% , Ψ=30% and Ψ=40% ), which allows to know the maximum heat transport capacity and thermal efficiency. The results show that the maximum heat transport is carried out with the greatest heat supply in the evaporator zone (450 W) and with the lowest percentage of fill ratio volume (Ψ=20%), the trend indicates that at higher flows of cooling water, the capacity in the heat transport increases. It was also observed that although the thermal efficiency tended to decline as the percentage in the fill volume was increased, the values obtanied show that the influence of higher flows of cooling water, that is, a great dissipate heat capacity, will lead to an increase in the thermal efficiency for each of the supplied heat flux.