Tranferencia De Calor

INTRODUCCION

Así como en condensación el proceso de ebullición se asocia al cambio de fase de un fluido. El cambio al estado de vapor a partir de un líquido es posible en todo el intervalo de temperatura limitado entre el punto triple y el crítico de la sustancia.

A medida que el líquido se transforma en vapor, es necesario entregar calor de evaporación durante el cambio de fase. Por lo tanto, la ebullición esta siempre ligada al suministro de calor al sistema.

La ebullición puede ocurrir en el seno del líquido o en la interfase con un sólido. El primer caso se caracteriza por la formación de burbujas en el interior del líquido, que puede producirse a partir de un descenso de la presión o a partir de fuentes internas (reacciones químicas). La ebullición en la interfase presenta formación de burbujas desde puntos aislados de la superficie sólida.

Concentraremos nuestro estudio sobre los fenómenos de ebullición que toman lugar en la interfase. Se distinguen así mismo los mecanismos que intervienen:

a) Cuando el vapor se forma periódicamente a través de burbujas que crecen y se despegan de la superficie.

b) Cuando de la coalescencia de burbujas se forma una capa de vapor, que se rompe periódicamente, el proceso se llama ebullición.

De la misma manera que el punto de fusión indica el grado de pureza de una sustancia sólida, el punto de ebullición sirve para determinar la pureza de los líquidos.

En muchos tipos de ciclos de producción de energía o refrigeración nos interesa el cambio de vapor a líquido o viceversa, dependiendo de la parte particular del ciclo que se está estudiando.

Estos cambios se producen por ebullición o condensación y el ingeniero debe comprender el proceso involucrado a fin de poder diseñar el equipo de transferencia de calor adecuado.

Los procesos de ebullición y condensación casi siempre involucra altas rapideces de transferencia de calor, y este hecho a conducido a los diseñadores de cambiadores de calor compactos a utilizar los fenómenos para procesos de calentamientos o enfriamiento que no están necesariamente asociados con ciclo de producción de energía.

La presencia de un liquido en contacto proporciona el mismo liquido es un valor constante a una temperatura dada y aumenta cuando por efecto de la temperatura la presión de vapor llega a ser igual a la presión ejercida sobre la superficie del liquido este hierve consecuentemente se puede definir el punto de ebullición de un liquido como la temperatura a la cual la presión de vapor del liquido es igual a la presión externa aplicada sobre la superficie del liquido el punto de ebullición de un liquido depende también de la presión y disminuye o aumenta con sus variaciones por lo que da el valor del punto de ebullición debe estar siempre acompañado de la presión a la cual ha sido determinado.

Una mezcla de líquidos puede ser separadas en sus componentes aprovechando la diferencia de sus puntos de ebullición con la condición de que la mezcla no modifique las propiedades particulares de cada líquido.

Mientras hierve uno de los líquidos la temperatura permanece constante hasta que el líquido considerado se haya convertido totalmente en vapor. Si se proporciona más calor puede entonces aumentar la presión del vapor del otro componente de mas alto punto de ebullición en la mezcla hasta que hierva.

TRANSFERENCIA DE CALOR POR EBULLICION

Cuando se expone una superficie a un liquido y se mantiene a una temperatura superior a la de saturación del liquido, puede ocurrir ebullición y el flujo de valor dependerá de la diferencia de temperatura entre la de superficie y la de saturación, cuando se sumerge la superficie caliente bajo una superficie libre de liquido, el proceso se conoce como ebullición en estanque .si la temperatura de liquido es inferior a la de saturación, el proceso se llama ebullición local o sobre enfriada. Si el líquido se mantiene a la temperatura de saturación, el proceso se denomina como ebullición global o saturada. En los regímenes diferentes de ebullición se trazan datos de flujos de calor de un alambre de platino calentado eléctricamente y sumergido en agua, contra el exceso de temperatura. En la región 1 las corrientes de convección libre son responsables del movimiento del fluidos cerca de la superficie. En esta región el liquido cerca de la superficie caliente esta ligeramente sobre calentado y en consecuencia se evapora cuando se eleva en la superficie. En la región II se comienza a formar burbujas en la superficie del alambre y se disipan en el liquido antes de romperse en la superficie. Esta región indica el inicio de ebullición por nucleación.

A medida q aumenta la temperatura, se forman burbujas con mayor rapidez y llegan a la superficie del liquido en donde se disipan. Esto se indica en la región III. Eventualmente las burbujas se forman tan rápido que cubren la superficie caliente e impiden que el flujo entrante de liquido nuevo tome su lugar. En este punto se unen las burbujas y forman una película de vapor que cubre la superficie. El calor debe conducirse a través de esta película antes de llegar al liquido y llevar a cabo el proceso de ebullición. La resistencia térmica de esta película produce una reducción en el flujo del vapor y este fenómeno se ilustra en la región IV ( la región de ebullición por película). Esta región representa una transición de ebullición por nucleacion a ebullición por película y es

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