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Los mecanismos físicos de la condensación de gotas y fílmica en el proceso de transferencia de calor. El texto aborda la importancia de este fenómeno en la industria y presenta ecuaciones clave para calcular el coeficiente de transferencia de calor en diferentes situaciones. El documento también menciona el análisis detallado de Rohsenow.
Tipo: Diapositivas
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Cd. Delicias, Chih. 13 de enero de 2021
Introducción Es muy común que una sustancia experimente un cambio de temperaturas cuando se transfiere energía entre ella y su entorno. Hay momentos, sin embargo, en las que la transferencia de energía no resulta en un cambio de temperatura. Éste es el caso siempre que las características físicas de la sustancia cambien de una forma a ala otra; a este cálculo se le conoce comúnmente como cambio de fase (Figura 1). Generalmente en los procesos de transferencia de calor en los que participa un valor saturado se experimenta un cambio de fase al estado líquido a través de un mecanismo llamado condensación. Éste fenómeno ocurre cuando el vapor entra en contacto con una superficie a menor temperatura. Por otra parte, en otros procesos se experimenta un cambio de fase inverso, es decir, del estado líquido al vapor mediante el mecanismo de ebullición. Los problemas de transferencia de calor en condiciones de condensación y ebullición son considerablemente más complejos que los de convección sin cambio de fase. Figura 1 Cambios de fase
Flujo másico de condensado a través de una posición x cualquiera. La transferencia de calor en la pared, en el área dx es: El incremento de flujode condensadocuandose pasa dex ax+dx,se produceun incremento también en el espesor de condensado desde δ aδ+, dδ luego: De 2° miembro se tiene: El calor extraído por la pared al incremento de masa de condensado es:
Integrando con C.B. x = 0 yδ= 0, se obtiene: El coeficiente de transferencia de calor se plantea: El Nusselt local será: El valor medio del coeficiente convectivo vale: Rohsenow, presenta un análisis más detallado al desarrollo anterior en el que considera: Existencia de un perfil de temperaturas no lineal. Energía adicional para enfriar la película por debajo de la temperatura de saturación. Ambos efectos son considerados en la expresión: C = Calor específico del líquido
