El rendimiento térmico y reológico de los nanofluidos a base de aceite de behran con nanopartículas BN, CN y BCN...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Nanotecnología
• Mecánica de fluidos

Sus antecedentes:

• Los lubricantes industriales requieren propiedades térmicas mejoradas para aplicaciones de alto rendimiento.
• Las nanopartículas de nitruro ofrecen potencial para mejorar los fluidos de transferencia de calor.
• La funcionalidad de la superficie es crucial para la dispersión y la estabilidad de las nanopartículas en los aceites base.

Objetivo del estudio:

• Evaluar sistemáticamente las propiedades térmicas y reológicas de los nanofluidos a base de aceite de Behran.
• Investigar los efectos de las nanopartículas de nitruro de boro (BN), nitruro de carbono (CN) y nitruro de carbono de boro (BCN).
• Evaluar el impacto de la concentración y la temperatura de las nanopartículas en el rendimiento del fluido.

Principales métodos:

• Síntesis y funcionalización superficial de las nanopartículas BN, CN y BCN.
• Preparación de nanofluidos en diferentes concentraciones (0,1-0,5% en peso).
• Medición experimental de la conductividad térmica, el coeficiente de transferencia de calor por convección, la capacidad térmica específica y la viscosidad a diferentes temperaturas (25°C, 35°C, 50°C).
• Caracterización mediante FTIR, XRD, SEM, TEM y DLS.

Principales resultados:

• Los nanofluidos de nitruro de boro (BN) lograron el mejoramiento de la conductividad térmica (14,92% a 0,3% en peso y 50°C).
• Los nanofluidos de nitruro de carbono (CN) demostraron el aumento más significativo de la capacidad térmica específica (414% a 25 °C).
• El nitruro de carbono de boro (BCN) mostró mejoras moderadas tanto en la conductividad térmica como en la capacidad térmica específica.
• Todos los nanofluidos probados presentaron aumentos de viscosidad insignificantes (< 1% a 50°C).

Conclusiones:

• Las nanopartículas de nitruro funcionalizadas mejoran efectivamente las propiedades térmicas de los nanofluidos a base de aceite de Behran.
• Las nanopartículas BN y CN son prometedoras para aplicaciones específicas de transferencia de calor.
• El aumento mínimo de la viscosidad sugiere su idoneidad para sistemas térmicos de alto rendimiento y lubricantes industriales.
• Estos hallazgos subrayan el potencial de las nanoestructuras de nitruro como aditivos lubricantes avanzados.