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Divulgación de la Tecnología - Universidad de São Paulo

MEDIDOR DE MICROFLUJOS BASADO EN LA CAÍDA DE PRESIÓN APLICADO A FLUJOS MONOFÁSICOS DE FLUIDOS PUROS Y NANOFLUIDOS

Publicado em 08 setembro 2021

Por USP Inovação

Los sistemas de medición y la instrumentación son fundamentales para la supervisión en línea de los flujos monofásicos en los sistemas de transferencia de calor basados en la microfluídica, tales como la refrigeración por microprocesador, las células fotovoltaicas con concentrador solar y las pilas de combustible de hidrógeno. La monitorización en línea del flujo de nanofluidos, caracterizado por la adición de nanopartículas en un fluido base determinado, puede presentar grandes desafíos debido a la presencia de nanopartículas en el flujo. Estas nanopartículas se depositan en regiones de la tubería y, además, modifican las propiedades del fluido en el que se dispersan, lo que provoca errores en la monitorización del flujo por parte de los medidores convencionales. Las soluciones que se comercializan actualmente para la medición del flujo son la placa de orificio, el tubo venturi, la boquilla, las paletas y la turbina. No obstante, éstos presentan problemas en la aplicación microfluídica, debido a factores constructivos (contracciones, expansiones y componentes móviles) que hacen inviable su uso en pequeñas dimensiones. Otras soluciones más sofisticadas son los medidores de flujo ultrasónicos, electromagnéticos y de Coriolis, pero éstos presentan un alto costo, y además no permiten la medición del flujo en flujos con nanofluidos, ya que las nanopartículas pueden depositarse en los componentes del medidor y cambiar las propiedades del fluido.

Por lo tanto, esta tecnología ofrece una solución a los problemas mencionados, proporcionando un método para la medición de la velocidad de flujo con fluidos puros o nanofluidos. Este innovador flujómetro permite al usuario dimensionar la longitud y el diámetro de la tubería principal, donde se medirá la caída de presión, y colocarlo en cualquier orientación (vertical, inclinada u horizontal) sin aumentar el riesgo de acumulación de gas en la tubería.

APLICACIÓN Y ÁREA DE ESTUDIOS

La tecnología propuesta puede ser aplicada en sistemas de medición de microflujos en fluidos puros o nanofluidos, estando encuadrada en el Área de Energía, más específicamente en los campos de Instrumentación y Sistemas de Medición.

Figura: Esquema del flujómetro, que muestra la tubería (1) donde se mide la pérdida de presión, las conexiones de entrada (3) y salida (2) del fluido en las que se colocan los medidores de temperatura comerciales (6) sumergidos en el flujo, y la tubería en forma de "U" (4) que conecta el flujo con un transductor de presión diferencial comercial (5). ETAPA DE DESARROLLO

Área: Energia e Otros; 0010/2020

Escuela de Ingeniería de São Carlos – USP

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