Publicación: Estudio experimental de termosifones bifásicos con relación largo-diámetro interno constante para aplicaciones geotérmicas
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2022
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['Universidad Nacional de Educación a Distancia (España)', 'Universidad Politécnica de Madrid. Departamento de Ingeniería Mecánica']
Resumen
En este trabajo se estudió experimentalmente la validez de la relación largo-diámetro interno (L/D) como herramienta de escalamiento en termosifones bifásicos extralargos para aplicaciones geotérmicas. Fueron estudiados dos termosifones con diferentes dimensiones, manteniendo la relación L/D=110. Los resultados obtenidos muestran que el termosifón de menor tamaño y mayor diámetro operó a temperaturas de vapor mayores (hasta de 20ºC) y resistencias térmicas menores (hasta 40%), mostrando que la relación L/D no es suficiente para escalar termosifones sin perder informaciones fundamentales de la operación de estos dispositivos. Fue propuesta una longitud característica, dada por D2/L, permite reducir significativamente las diferencias entre las resistencias térmicas de ambos termosifones. Sin embargo, se sugiere que el escalamiento de termosifones bifásicos extralargos no envuelva solo aspectos geométricos del dispositivo, sino que también incluya propiedades termofísicas del fluido de trabajo, las cuales son afectadas significativamente por la temperatura de operación del vapor.
In this work, the validity of the length-to-inner diameter ratio (L/D) as a scaling tool in extra-long two-phase thermosyphons for geothermal applications has been experimentally studied. Two thermosyphons with different dimensions were studied, maintaining the L/D=110. The results obtained show that the thermosyphon of smaller size and larger inner diameter operated at higher vapor temperatures (up to 20ºC) and lower thermal resistances (up to 40%), showing that the L/D ratio is not sufficient to scale thermosyphons without losing fundamental information on the operation of these devices. It was proposed a characteristic length, given by D2/L, allows to significantly reduce the differences between the thermal resistances of both thermosyphons. However, it is suggested that the scaling of extra-long two-phase thermosyphons should not only involve geometrical aspects of the device, but also include thermophysical properties of the working fluid, which are significantly affected by the operating vapor temperature.
In this work, the validity of the length-to-inner diameter ratio (L/D) as a scaling tool in extra-long two-phase thermosyphons for geothermal applications has been experimentally studied. Two thermosyphons with different dimensions were studied, maintaining the L/D=110. The results obtained show that the thermosyphon of smaller size and larger inner diameter operated at higher vapor temperatures (up to 20ºC) and lower thermal resistances (up to 40%), showing that the L/D ratio is not sufficient to scale thermosyphons without losing fundamental information on the operation of these devices. It was proposed a characteristic length, given by D2/L, allows to significantly reduce the differences between the thermal resistances of both thermosyphons. However, it is suggested that the scaling of extra-long two-phase thermosyphons should not only involve geometrical aspects of the device, but also include thermophysical properties of the working fluid, which are significantly affected by the operating vapor temperature.
Descripción
Categorías UNESCO
Palabras clave
termosifones bifásicos, relación largo-diámetro interno, geotermia, Hot Dry Rock
Citación
Centro
Facultades y escuelas::E.T.S. de Ingenieros Industriales
Departamento
Mecánica