Determinación del coeficiente de difusividad térmica en una muestra líquida absorbente por medio del estudio interferométrico del efecto de lente térmica / Darwin Patricio Guanga Auqui

By: Guanga Auqui, Darwin Patricio
Contributor(s): Costa Vera, César Augusto [Director]
Material type: Mixed materialsMixed materialsQuito : EPN, 2018Description: 74 hojas : ilustraciones, 29 x 21 cm + CD-ROM 9262Subject(s): Electromagnetismo | Física computacional | Modelizaciones microscópicas | ElectricidadOther classification: T-FCF/ Online resources: Texto completo
Contents:
LA BIBLIOTECA CENTRAL NO DISPONE DE ESTA TESIS EN FORMATO PAPEL.
Dissertation note: FACULTAD DE CIENCIAS Tesis (Físico). -- Escuela Politécnica Nacional. 2018 Summary: Resumen .- Este trabajo tiene como objetivo medir el coeficiente de difusividad térmica de una solución líquida absorbente. Este coeficiente es de interés ya que permite elaborar diferentes instrumentos electrónicos con un alto grado de refrigeración. Se utilizó un interferómetro de Sagnac de dos haces, prueba y bombeo, para obtener patrones de interferencia de una solución líquida de tartrazina con agua a 0.3molar(M). Al aplicar la transformada de Fourier sobre los patrones de interferencia se obtuvo un mapa de fases fototérmico bidimensional. El ajuste de curva entre los datos experimentales obtenidos a partir del mapa de fases y la ecuación de fase fototérmica permitió determinar la difusividad térmica de la solución de tartrazina con agua. El coeficiente de difusividad térmica de la solución mixta de tartrazina fue 5.37X10−7m2/s, el cual es cuatro veces mayor a la difusividad térmica del agua. El mapa de fase bidimensional presentó una asimetría en su dirección radial, la cual fue explicada por la presencia de convección libre dentro del fluido. Dado que la tartrazina está muy diluida en agua, el régimen del fluido convectivo fue aproximado con las propiedades fisicoquímicas del agua y los números de Nusselt, Prandtl, Grashof, Rayleigh, Reynolds. Una simulación del efecto convectivo en la solución mixta mostró un incremento de 1oK en su temperatura. La correlación de los resultados teóricos y experimentales mostraron un valor r2= 0.97. Esto implica que la metodología utilizada puede reproducir el efecto de lente térmica en diferentes soluciones líquidas absorbentes y posteriormente calcular sus propiedades térmicas.Summary: Abstract .- Thermal diffusivity coefficient for a liquid absorbent sample is measured in this work. An interesting application is to build electronic devices with a high degree of cooling. A Sagnac’s interferometer adapted for probe and pump beams was used to obtain interference patterns of tartrazine mixed with water liquid sample at 0.3M. Applying the Fourier Transform to the interference patterns, a two-dimensional photothermal phase map was obtained. A fitting curve between experimental data, which were obtained from phase map, and photothermal phase equation determined the thermal diffusivity coefficient for the sample of tartrazine with water. The thermal diffusivity coefficient of tartrazine mixed solution was 5.37X10−7m2/s, it’s four times greater than water’s thermal diffusivity. The two-dimensional phase map showed an asymmetry in phase profile, it was explained by a free convective effect in the liquid sample. Due to tiny tartrazine’s volume in comparison to water, the convective fluid regime was approximated with water’s physical-chemical properties and Nusselt, Prandtl, Grashof, Rayleigh, Reynolds numbers. A convective effect simulation in the mixed solution showed an increasing of 1oK of temperature. A correlation between theorical and experimental results showed, r2= 0.97, it means, this methodology can be used to induce a thermal lens effect in absorbent liquid samples and calculating their thermal properties.
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Tesis Tesis BIBLIOTECA GENERAL
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FACULTAD DE CIENCIAS Tesis (Físico). -- Escuela Politécnica Nacional. 2018

Bibliografía: páginas 60 - 65.

LA BIBLIOTECA CENTRAL NO DISPONE DE ESTA TESIS EN FORMATO PAPEL.

Resumen .- Este trabajo tiene como objetivo medir el coeficiente de difusividad térmica de una solución líquida absorbente. Este coeficiente es de interés ya que permite elaborar diferentes instrumentos electrónicos con un alto grado de refrigeración. Se utilizó un interferómetro de Sagnac de dos haces, prueba y bombeo, para obtener patrones de interferencia de una solución líquida de tartrazina con agua a 0.3molar(M). Al aplicar la transformada de Fourier sobre los patrones de interferencia se obtuvo un mapa de fases fototérmico bidimensional. El ajuste de curva entre los datos experimentales obtenidos a partir del mapa de fases y la ecuación de fase fototérmica permitió determinar la difusividad térmica de la solución de tartrazina con agua. El coeficiente de difusividad térmica de la solución mixta de tartrazina fue 5.37X10−7m2/s, el cual es cuatro veces mayor a la difusividad térmica del agua. El mapa de fase bidimensional presentó una asimetría en su dirección radial, la cual fue explicada por la presencia de convección libre dentro del fluido. Dado que la tartrazina está muy diluida en agua, el régimen del fluido convectivo fue aproximado con las propiedades fisicoquímicas del agua y los números de Nusselt, Prandtl, Grashof, Rayleigh, Reynolds. Una simulación del efecto convectivo en la solución mixta mostró un incremento de 1oK en su temperatura. La correlación de los resultados teóricos y experimentales mostraron un valor r2= 0.97. Esto implica que la metodología utilizada puede reproducir el efecto de lente térmica en diferentes soluciones líquidas absorbentes y posteriormente calcular sus propiedades térmicas.

Abstract .- Thermal diffusivity coefficient for a liquid absorbent sample is measured in this work. An interesting application is to build electronic devices with a high degree of cooling. A Sagnac’s interferometer adapted for probe and pump beams was used to obtain interference patterns of tartrazine mixed with water liquid sample at 0.3M. Applying the Fourier Transform to the interference patterns, a two-dimensional photothermal phase map was obtained. A fitting curve between experimental data, which were obtained from phase map, and photothermal phase equation determined the thermal diffusivity coefficient for the sample of tartrazine with water. The thermal diffusivity coefficient of tartrazine mixed solution was 5.37X10−7m2/s, it’s four times greater than water’s thermal diffusivity. The two-dimensional phase map showed an asymmetry in phase profile, it was explained by a free convective effect in the liquid sample. Due to tiny tartrazine’s volume in comparison to water, the convective fluid regime was approximated with water’s physical-chemical properties and Nusselt, Prandtl, Grashof, Rayleigh, Reynolds numbers. A convective effect simulation in the mixed solution showed an increasing of 1oK of temperature. A correlation between theorical and experimental results showed, r2= 0.97, it means, this methodology can be used to induce a thermal lens effect in absorbent liquid samples and calculating their thermal properties.

Darwin Patricio Guanga Auqui Cedido 2018/11/15 71945 $ 0.20 Ej. 1 Biblioteca Central

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