Browsing by Author "Pérez Vallejo, Javier (advisor)"

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    Análisis dinámico de un motor de combustión externa
    (Centro Universitario de la Defensa en la Escuela Naval Militar, 2024-04-30) Rivadulla Durán, Joaquín; Cacabelos Reyes, Antón (advisor); Pérez Vallejo, Javier (advisor)
    Los motores de combustión externa, como la máquina de vapor, dejaron de desarrollarse con la aparición de los motores diésel y gasolina. No obstante, uno de ellos, el motor Stirling, vuelve a captar hoy en día el interés de la industria. El principal motivo reside en la naturaleza del funcionamiento del motor, en el que un fluido de trabajo sigue un ciclo cerrado que recibe energía de una fuente externa y la transforma en energía mecánica. Esto le da una mayor versatilidad en el tipo de combustible empleado y por tanto la capacidad de aprovechar las energías renovables. Los objetivos son profundizar en el funcionamiento un motor Stirling tipo Alpha. Para ello, se realiza un análisis termodinámico experimental, análisis cinemáticos y dinámicos de los mecanismos mediante el desarrollo de las ecuaciones de enlace vectorial y de reducción del momento de inercia del sistema, respectivamente, y una simulación dinámica. Entre los resultados alcanzados, se ha obtenido experimentalmente una eficiencia mecánica del 28%, y se han desarrollado las ecuaciones del modelo dinámico reducido. También se ha ensamblado el motor en Inventor caracterizando de forma exhaustiva las piezas del modelo físico. La simulación del modelo ha permitido validar su comportamiento dinámico.
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    Desarrollo y caracterización de nuevos fluidos nanoestructurados para aplicaciones de energía solar
    (Centro Universitario de la Defensa en la Escuela Naval Militar, 2023-04-30) Garau Rabadán, Ignacio; Pérez Vallejo, Javier (advisor); González Gil, Lorena (advisor)
    Durante el último siglo, la dependencia de los combustibles fósiles ha impulsado un gran interés en las energías renovables. Para su competitividad en el mercado, es vital mejorar la eficiencia en la transmisión de calor, especialmente en los colectores solares, donde las propiedades térmicas de los fluidos de trabajo son esenciales para poder obtener un mayor rendimiento. En este trabajo se pretende la mejora de un fluido comúnmente empleado en aplicaciones solares térmicas: la mezcla propilenglicol:agua 20:80. Para ello, se utilizan tres nanoaditivos basados en carbono: C60, C70 y nanodiamantes. Inicialmente, se pretende conseguir dispersiones estables. Para ello, se analizan las variaciones temporales producidas en la absorbancia y transmitancia. Para las muestras menos estables, se realiza una modificación del pH. Las mejoras obtenidas se determinan por el método anteriormente descrito y mediante un análisis de su potencial Z. Finalmente, las muestras seleccionadas se analizan en un mayor rango de longitudes de onda. Se concluye que el nanofluido 0,05% C70 con pH básico es la muestra más idónea para aplicaciones de energía solar térmica, ya que su absorbancia es la más elevada y absorbe luz en el espectro visible, rango dónde se encuentra mayor cantidad de energía proveniente del sol.
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    Determinación del rendimiento de fluídos térmicos en un banco de ensayos centrado en un panel solar
    (Centro Universitario de la Defensa en la Escuela Naval Militar, 2024-04-30) Álvarez García, Ciro; Pérez Vallejo, Javier (advisor); Iglesias Prado, José Ignacio (advisor)
    Durante los últimos años, el aumento de la población y el avance tecnológico han impulsado un crecimiento exponencial de la demanda energética. La actual dependencia de fuentes de energía no renovables para hacerle frente presenta serios dilemas. Este trabajo revisa las alternativas energéticas renovables, particularmente la energía solar y su aprovechamiento para generar energía térmica. El objetivo de este trabajo es analizar experimentalmente el rendimiento de transferencia de calor de varios fluidos térmicos en procesos de radiación y convección, utilizando un banco de ensayos centrado en un colector solar de absorción directa de tubos transparentes y un intercambiador helicoidal. Se analizan cuatro fluidos térmicos: agua, una mezcla propilenglicol:agua 20:80 y dos nanofluidos de nanodiamantes basados en la última mezcla. Los resultados muestran que la mezcla propilenglicol:agua 20:80 empeora un 30% la absorción y un 33% la convección respecto al agua. Además, la dispersión de nanopartículas oscuras en la mezcla mejora su eficiencia de absorción hasta un 16% y su rendimiento en convección hasta un 22%. Finalmente, se obtiene una correlación para el número de Nusselt en función del número de Reynolds y la fracción volumétrica de nanopartículas para la familia de nanofluidos, con una desviación promedio inferior al 1,5%.
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    Diseño de fluidos caloportadores nano-mejorados y determinación de sus conductividades térmicas
    (Centro Universitario de la Defensa en la Escuela Naval Militar, 2023-04-30) Martínez Malagón, Jesús; Pérez Vallejo, Javier (advisor); Febrero Garrido, lara (advisor)
    La necesidad de ser más eficientes en el uso de la energía ha impulsado el desarrollo de políticas para promover el ahorro energético y la implementación de nuevas técnicas que logren este objetivo. En este contexto, el presente Trabajo de Fin de Grado se enfoca en el diseño de nanofluidos con el propósito de mejorar la eficiencia de los intercambiadores de calor en procesos de convección. Para lograr este objetivo, se ha utilizado un fluido base elaborado con agua y propilenglicol, y tres nanomateriales diferentes para crear una serie de nanofluidos con distintas concentraciones en masa. En primer lugar, se debe garantizar la estabilidad de los nanofluidos, para más tarde medir sus propiedades termofísicas más relevantes y compararlos con el fluido base para determinar el porcentaje de mejora en cada caso. Para ello se han representado los resultados obtenidos en gráficas comparativas. Por último, con el fin de obtener una evaluación global del rendimiento de cada nanofluido en relación al fluido base, se utilizan ratios entre figuras de mérito para obtener una visión general de los resultados obtenidos, lo que, a su vez, permite establecer una conclusión final sobre la eficiencia de cada uno de los nanofluidos diseñados.
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    Estudio de la refrigeración líquida de dispositivos electrónicos mediante un banco de ensayos
    (Centro Universitario de la Defensa en la Escuela Naval Militar, 2024-04-30) Cámara Colmenero, Jaime; Iglesias Prado, José Ignacio (advisor); Pérez Vallejo, Javier (advisor)
    El problema de la refrigeración en dispositivos electrónicos a nivel mundial ha causado una ralentización en el avance de la tecnología de fabricación de microprocesadores. La creciente tendencia de estudio de modelos teóricos ha dejado obsoletos los ensayos experimentales, lo que provoca una falta de fiabilidad a la hora de innovar en nuevos métodos de refrigeración. En este trabajo se ha desarrollado un banco de ensayos de intercambiadores de calor para la refrigeración líquida de microprocesadores, del que se obtuvieron datos experimentales de cuatro fluidos diferentes. El banco de ensayos se validó en potencia, temperatura y coeficientes de convección para asegurar su correcto funcionamiento. Como resultado se obtuvieron los coeficientes de convección, así como un análisis adimensional Nusselt- Reynolds de los cuatro fluidos, lo que permitió observar una tendencia en función de la concentración de propilenglicol. A partir de este resultado, se creó una correlación experimental para su uso en convección forzada interna en intercambiadores de microcanales de sección circular, muy habituales en los sistemas de refrigeración líquida de dispositivos electrónicos.
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    Evaluación del perfil termofísico de fluídos térmicos nano-mejorados mediante nitruros de boro
    (Centro Universitario de la Defensa en la Escuela Naval Militar, 2024-04-30) Quijano Martínez, Jorge; Pérez Vallejo, Javier (advisor)
    El presente trabajo pretende la evaluación experimental del perfil termofísico de fluidos térmicos nano- mejorados mediante nitruros de boro para mejorar el rendimiento de los intercambiadores de calor. Para ello, se han elaborado seis nanofluidos basados en la mezcla etilenglicol:agua 50:50, a la que se le han añadido nanopartículas de tres nitruros de boro distintos: hexagonal de 65-75 nm, cúbico de 90 nm y cúbico <200 nm, a diferentes concentraciones. Se han determinado experimentalmente las siguientes propiedades termofísicas de cada uno de los nanofluidos: conductividad térmica, viscosidad dinámica, densidad y capacidad calorífica. Posteriormente, se han comparado con las propiedades que presenta el fluido base. Los nanofluidos analizados presentan aumentos de la conductividad térmica de hasta el 7,2%. Además, en función de las propiedades termofísicas previamente determinadas, se han analizado diferentes figuras de mérito para predecir la eficiencia en procesos de convección en intercambiadores tubulares para régimen laminar y régimen turbulento. Según este análisis, el nanofluido de nitruro de boro cúbico de 200 nm al 2% y el nanofluido de nitruro de boro cúbico de 90 nm al 1% presentan las mejores perspectivas para la convección en régimen laminar y turbulento, respectivamente.
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    Síntesis de adsorbentes para la eliminación de CO2 y CH4
    (Centro Universitario de la Defensa en la Escuela Naval Militar, 2023-04-30) Encinar Montero, Andrea; Feijoo Conde, Jorge (advisor); Pérez Vallejo, Javier (advisor)
    La elevada presencia de gases de efecto invernadero en nuestra atmósfera está ocasionando un calentamiento global del planeta. Gases como el dióxido de carbono y el metano son algunos de los principales gases de efecto invernadero que se generan por la actividad diaria del ser humano, ya sea por la actividad industrial como por la quema de combustibles fósiles. En los últimos años se están desarrollando nuevos estudios que evalúan tecnologías innovadoras o materiales para incrementar la capacidad de adsorción del dióxido de carbono y metano generados por la actividad industrial. El presente trabajo se enmarca en este ámbito, tratando de llevar a cabo la síntesis de varios adsorbentes para evaluar su comportamiento frente a adsorción de estos gases a fin de poder aplicarlo en procesos industriales. En concreto se evalúan cuatro adsorbentes, dos sintetizados por diferentes vías (hidrotalcita y metacaolín) y dos de naturales (caolín y carbón activo). Los resultados obtenidos, indican que el compuesto que se comporta como mejor adsorbente del dióxido de carbono y metano, es la hidrotalcita seguida del carbón activo. Siendo estos dos elementos los que presentan las características más favorables para este proceso, como son una capacidad de absorción debido a la mayor porosidad