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Ebullicin y condensacin

La ebullicin es asociada con la transformacin de liquido a vapor en una interfase slido-liquido debido a la transferencia de calor por conveccin desde el slido.

La agitacin del fluido por las burbujas de vapor proporciona grandes valores decoeficiente convectivo y de aqu grandes flujos de calor a diferencias de temperatura bajasy moderadas entre la superficie y el fluido.

Consideraciones generales.

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Parmetros adimensionales en la ebullicin y la condensacin

( ), , , , , , , ,l fg ph h T g v h L c k =

( ) ( )3 22

, , ,p pl v l v

fg

c T cg L g LhLf

k h k

=

( ) 32

, ,Pr,l vLg L

Nu f Ja Bo

=

Una forma especial de la ley de Newton para el enfriamiento permite relacionar el flujo decalor con el coeficiente convectivo:

" ( )s s sat eq h T T h T= =

La curva de ebullicin

Aparato de potencia controlada para la demostracin de la curva de ebullicin

Curva de ebullicin para el agua a presin atmosfrica

La curva de ebullicin revela los rangos y condiciones asociadas con la ebullicin de alberca saturada sobre un grafico vs. Te.

"sq

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Casos Especiales

Ebullicin de alberca: movimiento de liquido debido a la conveccin natural lasburbujas inducen la mezcla.

Ebullicin de conveccion forzada: movimiento del fluido debido a fuerzas externas as comotambin, la mezcla inducida por las burbujas.

Ebullicin saturada: la temperatura del lquido es ligeramente mayor que latemperatura de saturacin.

Ebullicin sub-enfriada : la temperatura del liquido es menor que la temperaturade saturacin.

Regmenes de ebullicinConveccin libre Nucleada Transicin Pelcula

Burbujas aisladas

Flujo de calor q como funcin de Te

Chorros y columnas

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Correlaciones de ebullicin de albercaEbullicin nucleada

Correlacin de Roshenow, solo para superficies limpias

( )31/2

,"

, Prp l el v

s l fg ns f fg l

C Tgq h

C h

=

, ,s fC n Combinacin de fluido y superficie

Combinacin superficie fluido Cs,f n

Agua cobre

Estriada 0,0068 1,0Pulida 0,0130 1,0Agua acero inoxidable

Grabado qumicamente 0,0130 1,0Pulido mecnicamente 0,0130 1,0Molido y pulido 0,0060 1,0Agua bronce 0,0060 1,0Agua niquel 0,0060 1,0Agua - platino 0,0130 1,0N-pentano cobre

Pulida 0,0154 1,7Sobrepuesta 0,0049 1,7Alcohol etlico cromo 0,1010 1,7Benceno cromo 0,0027 1,7

Flujo de calor critico.

( ) 1/4"2

0,149 l vmx fg vv

gq h

=

Ebullicin de pelcula

Una pelcula continua de vapor cubre la superficie y no hay contacto entre la fase lquida y la superficie.

( ) 1/4' 3( )

l v fgconvD

v v v s sat

g h Dh DNu C

k v k T T

= = 2

s satf

T TT

+=

Geometra CCilindro horizontal 0,62Esfera 0,67

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Ebullicin por conveccin forzada.

Caracterizada por un cambio rpido de liquido a vapor en la direccin de flujo

Regmenes de flujo para la ebullicin por conveccin forzada dentro de un tubo.

CONDENSACIN

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Consideraciones Generales

La condensacin ocurre cuando la temperatura del vapor es reducida por debajo de la temperatura de saturacin .

la transferencia de calor de la condensacin, se da por los mecanismos de pelcula y de gotas

La velocidad de transferencia de calor en gotas puede ser ms de 10 veces mayor que la condensacin de pelcula

Modos de condensacin

s satT T