Curva de Nukiyama

Curva de Nukiyama

Hace muchos años, se dio el experimento de Nukiyama donde un investigador japonés observaba el comportamiento de ebullición y observaba como el fenómeno reaccionaba frente al calor. Nukiyama observó que la ebullición, evidenciada por la presencia de burbujas no comenzó hasta que ∆Te ≈ 5 ºC. Con el posterior incremento en la potencia, el flujo de calor aumentó a niveles muy altos.

Nukiyama pensó que el efecto de histéresis de la figura era consecuencia del método de calentamiento de potencia controlada, donde ∆Te es una variable dependiente. También pensó que con el uso de un proceso de calentamiento que permitiera el control independiente de ∆Te, se podría obtener la parte “perdida” de la curva. Esta conjetura la comprobaron posteriormente Drew y Mueller mediante la condensación de vapor dentro de un tubo a diferentes presiones. Fueron capaces de controlar el valor de ∆Te para la ebullición de un fluido orgánico de bajo punto de Transferencia de Calor Prácticas de Laboratorio curso 2006-07 3 ebullición en la superficie externa del tubo y por ello obtener la parte punteada de la curva de ebullición

Se puede obtener una apreciación de los mecanismos físicos básicos al examinar los diferentes modos o regímenes de la ebullición. La curva que a continuación se presenta corresponde a agua a 1 atm, aunque tendencias similares caracterizan el comportamiento de otros fluidos. De la ecuación: ( ) qs = h Ts −Tsat = h∆Te ′′ notamos que qs′′depende del coeficiente de convección h y también de ∆Te Se pueden determinar diferentes regímenes de ebullición en función del valor de ∆Te. A medida que el tiempo transcurre, el cuerpo se enfría y la ebullición disminuye, instantes antes de desaparecer se observa un incremento violento en el hervor y entonces se alcanza súbitamente el equilibrio térmico .Este fenómeno es denominado Efecto Leidenfrost y tiene que ver con la naturaleza de la transferencia de calor entre la superficie de un sólido y un medio líquido a baja temperatura

El efecto Leidenfrost es el nombre dado al fenómeno de la capa de vapor que se forma alrededor de un líquido, al encontrarse sobre una superficie con temperatura significativamente mayor al punto de ebullición de ese líquido.

Cuando sobre una placa metálica a alta temperatura se coloca una gota de un líquido volátil (agua, alcohol, etc.), la gota no se evapora instantáneamente sino que se mueve erráticamente sobre la superficie durante cierto tiempo, hasta que finalmente desaparece. Pero tarda más tiempo en desaparecer que a una temperatura inferior.

El punto Leidenfrost significa el comienzo de la ebullición estable sobre película. Representa el punto de la curva de ebullición donde el flujo de calor está en el mínimo y la superficie está completamente cubierta por un manto de vapor. La transferencia de calor desde la superficie hasta que

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