Clase 4 Cambio de Fase

13
TRANSFERENCIA DE CALOR CON CAMBIO DE FASE

description

TRANFERENCIA DE CALOR

Transcript of Clase 4 Cambio de Fase

Diapositiva 1

TRANSFERENCIA DE CALOR CON CAMBIO DE FASETRANSFERENCIA DE CALOR EN LA CONDENSACION

LAS EXPRESIONES ANTERIORES TAMBIN PUEDEN APLICARSE EN EL CASO DE UNA PLACA VERTICAL INCLINADA A UN NGULO CON RESPECTO A UN PLANO HORIZONTAL, SIEMPRE QUE LA ACELERACIN DE LA GRAVEDAD g SE SUSTITUYA POR g SEN . PARA PLACAS PLANAS VERTICALESESPESOR DE LA PELICULA DE CONDENSADOPARA Re MENOR DE 350ECUACION 1LAS PROPIEDADES FSICAS DEL LQUIDO CONDENSADO SE EVALAN A LA TEMPERATURA DE PELCULA. (Tp = (Ts + Tv)/2

METODOLOGIA:

ESPESOR DE PELICULA DE CONDENSADO EN METROS SE CALCULA POR LA ECUACION 1

VELOCIDAD DE LA PELICULA DE CONDENSADO EN M/SEG SE HALLA COMO:

Wp = ( l g 2 ) / 3 l = u

SE DEFINE EL NMERO DE REYNOLDS COMO

Re = Wp /

PARA Re > 350. EN EL CASO DE TUBOS VERTICALES, SE HA PROPUESTO LA EXPRESIN EMPRICA SIGUIENTE :

SE CONDENSA VAPOR SATURADO SECO A UNA PRESIN DE 1 BAR SOBRE UNA PLACA VERTICAL DE 0.5 M DE ALTURA. LA PLACA TIENE UNA TEMPERATURA UNIFORME DE 60 grados C. DETERMINE EL COEFICIENTE PROMEDIO DE TRANSFERENCIA DE CALOR.

CONDENSACION SOBRE TUBERIAS HORIZONTALESCONDENSACIN EN FORMA DE PELCULA SOBRE CILINDROS HORIZONTALES

CHAPMAN PRESENTA LA EXPRESIN SIGUIENTE PARA EVALUAR EL NMERO DE NUSSELT PROMEDIO BASADO EN EL DIMETRO EXTERIOR DE UN CILINDRO HORIZONTAL:

DONDE LAS PROPIEDADES DEL LQUIDO CONDENSADO SE EVALAN A LA TEMPERATURA DE PELCULA TP Y EL CALOR LATENTE DE VAPORIZACIN A LA TEMPERATURA DE SATURACIN Tv . EN GRAN PARTE DE LAS APLICACIONES PRCTICAS LOS TUBOS SON DE UN DIMETRO TAL QUE EL ESPESOR DE LA PELCULA DE CONDENSADO NUNCA SE HACE LO SUFICIENTEMENTE GRANDE PARA QUE EL RGIMEN DEJE DE SER LAMINAR.

EN EL CASO DE UNA COLUMNA DE N TUBOS HORIZONTALES, EI COEFICIENTE PROMEDIO DE TRANSFERENCIA DE CALOR PUEDE CALCULARSE CON LA EXPRESIN

TRANSFERENCIA DE CALOR EN LA EBULLICIONEN LA FIGURA SE OBSERVA LA DEPENDENCIA DEL FLUJO DE CALOR POR UNIDAD DE REA COMO FUNCIN DE LA DIFERENCIA DE TEMPERATURAS T = Tv - Tsat, PARA EL AGUA EN EBULLICIN MEDIANTE UN ALAMBRE CALIENTE.

RECURRIENDO A NUMEROSOS DATOS EXPERIMENTALES, ROHSENOW OBTUVO LA EXPRESIN SIGUIENTE PARA CORRELACIONAR LOS DIFERENTES PARMETROS SIGNIFICATIVOS EN LA EBULLICIN NUCLEADA DEL AGUA EN UN RECIPIENTE

DONDE Cpl ES EL CALOR ESPECFICO DEL LQUIDO SATURADO, T ES LA DIFERENCIA DE TEMPERATURAS Ts TSAT, q" LA DENSIDAD DEL FLUJO DE CALOR, hfg EL CALOR LATENTE DE VAPORIZACIN, g LA ACELERACIN DE LA GRAVEDAD, v LA DENSIDAD DEL VAPOR SATURADO SECO, l LA DENSIDAD DEL LQUIDO SATURADO, LA TENSIN SUPERFICIAL DE LA INTERFASE LQUIDO VAPOR, LA VISCOSIDAD DEL LQUIDO SATURADO, Pr, EL NMERO DE PRANDTL DEL LQUIDO SATURADO Y C UNA CONSTANTE EMPRICA. ESTA CONSTANTE DEPENDE PRIMORDIALMENTE DE LA RUGOSIDAD DE LA SUPERFICIE CALIENTE Y DE CMO LA MOJA EL FLUIDO EN PARTICULAR, ESTO ES, DEPENDE FUNDAMENTALMENTE DE LA COMBINACIN SUPERFICIE-FLUIDO.

EN LA TABLA SE MUESTRAN ALGUNOS VALORES DE LA CONSTANTE C.

EN LA SIGUENTE TABLA SE PRESENTAN ALGUNOS VALORES DE LA TENSIN SUPERFICIAL LQUIDO VAPOR PARA EL AGUA.

LA DENSIDAD MXIMA DE CALOR EN EL PUNTO DE LEIDENFROST PUEDE DETERMINARSE CON LA SIGUIENTE EXPRESIN PROPUESTA POR ZUBER

EN EL CASO DE EBULLICIN PELICULAR LA SUPERFICIE DE TRANSFERENCIA DE CALOR SE ENCUENTRA COMPLETAMENTE CUBIERTA POR UNA PELCULA DE VAPOR. CHAPMAN PRESENTA LA EXPRESIN SIGUIENTE PARA CALCULAR EL COEFICIENTE PROMEDIO DE TRANSFERENCIA DE CALOR EN UN CILINDRO HORIZONTAL DE DIMETRO d :

LAS PROPIEDADES FISICAS DEL VAPOR SE EVALUAN A LA TEMPERATURA DE PELICULA, BASADA EN LA TEMPERATURA DE SUPERFICIE Y LA TEMPERATURA DE SATURACION.EL CALOR LATENTE SE HALLA A LA TEMPERATURA DE SATURACION DEL VAPOR, DADA POR SU PRESION