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ESTUDIO DE PROPIEDADES Y DETERMINACION DE
PARAMETROS DEL
ICE SLURRY COMO ALTERNATIVA A REFRIGERANTES
CONVENCIONALES
P. Flores, L. Nina, J. Paredes
Universidad Católica de Santa María, Arequipa Perú
Facultad de Ingenierías Físicas y Formales
RESUMEN
El Ice Slurry es una suspensión de cristales de hielo en una solución
acuosa. Sus características de manipulación, así como su capacidad
de refrigeración pueden ser combinadas para servir a cualquier
aplicación, simplemente variando la concentración de hielo. El Ice
Slurry está conformado por cristales de hielo microscópicos que dan
un área de superficie para el intercambio de calor mucho mayor que
las observadas en los bancos de hielo convencionales; además,
puede ser bombeado; consecuentemente, el hielo puede ser
derretido rápidamente.
Introducción
El objetivo de este trabajo es la determinación de las características
de transferencia de calor de un generador de ice slurry.
Ice slurry es una tecnología relativamente nueva, utilizada para una
variedad de propósitos diferentes, donde la alta performance de
refrigeración es requerida. Su uso más difundido es como fluido
refrigerante secundario en sistemas de aire acondicionado y
almacenamiento de energía térmica.
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Otras aplicaciones de ice slurry incluyen la refrigeración en el área
pesquera. Su aplicación,también se extiende al área de la medicina,
donde es utilizada en algunos tipos de cirugía.
Ice slurry
El hielo líquido es un método de refrigeración alternativo al hielo
tradicional; representa una técnica nueva, que está tratando de
introducirse en el mercado.
Es un sistema binario que consiste en una suspensión de cristales de
hielo esféricos y microscópicos dispersos finamente en el seno de una
solución anticongelante, de aspecto similar a un granizado, como se
puede ver en la Ilustración
Presenta una alta capacidad de intercambio térmico (mayor de 60
Kcal/kg), claramente superior a la del agua (1 Kcal/kg). El hielo
líquido es producido mediante un proceso que remueve
continuamente el hielo creado, quedando suspendido en forma de
cristales microscópicos dentro de la solución.
La proporción hielo/agua de trabajo es variable, oscilando en el
intervalo 20-40% en función de la especie marina a conservar. El
contenido en sal de la disolución de partida suele coincidir con el del
agua marina, aunque la tecnología permite modificar este
parámetro. El sistema de producción de hielo líquido consiste en una
fuente de enfriamiento susceptible de substituir la utilización de las
máquinas convencionales productoras de hielo en eslabones del
sector pesquero tales como conservación de la pesca en alta mar,
manipulación en lonjas y climatización y conservación en grandes
superficies de alimentación
Transferencia de calor
La transferencia de calor es el paso de energía térmica desde un
cuerpo de mayor temperatura a otro de menor temperatura. Cuando
un cuerpo, por ejemplo, un objeto sólido o un fluido, está a
una temperatura diferente de la de su entorno u otro cuerpo, la
transferencia de energía térmica, también conocida como
transferencia de calor o intercambio de calor, ocurre de tal manera
que el cuerpo y su entorno alcancen equilibrio térmico.
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Los modos de transferencia son diferentes de procesos de transporte
de calor, usualmente se agrupan en tres tipos según haya también
transferencia o no transferencia de materia (o fotones):
Conducción: Esa transferencia de calor que se produce a través de
un medio estacionario -que puede ser un sólido- cuando existe
una diferencia de temperatura.
Convección: La convección es una de las tres formas de
transferencia de calor y se caracteriza porque se produce por
medio de un fluido (líquido o gas) que transporta el calor entre
zonas con diferentes temperaturas. La convección se produce
únicamente por medio de materiales fluidos.
Radiación: se puede atribuir a cambios en las configuraciones
electrónicas de los átomos o moléculas constitutivos. En ausencia
de un medio, existe una transferencia neta de calor por radiación
entre dos superficies a diferentes temperaturas, debido a que
todas las superficies con temperatura finita emiten energía en
forma de ondas electromagnéticas.
Refrigeración
La refrigeración es un proceso que consiste en bajar o mantener el
nivel de calor de un cuerpo o un espacio. Considerando que
realmente el frío no existe y que debe hablarse de mayor o menor
cantidad de calor o de mayor o menor nivel térmico (nivel que se
mide con la temperatura), refrigerar es un proceso
termodinámico en el que se extrae calor del objeto considerado
(reduciendo su nivel térmico), y se lleva a otro lugar capaz de
admitir esa energía térmica sin problemas o con muy pocos
problemas.
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Desarrollo
Resultados
Conclusion
- Se han determinado las características termofísicas de un hielo
líquido formado a partir de agua-NaCl, para distintas concentraciones
de sal y de hielo. Este trabajo se ha realizado asumiendo un
comportamiento ideal del fluido basado en la homogeneidad de la
mezcla entre las dos fases de cara a la aplicación de las expresiones
teóricas. A la vista de los resultados obtenidos se ha podido
comprobar la similitud en el comportamiento entre los hielos líquidos
formados a partir de la mezcla agua-NaCl y agua-etanol.
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