El Inicio de una Crisis de Ebullición como una Transición de Percolación Estocástica Tridimensional Fuera de la Red
Autores: Penyazkov, Oleg; Grinchuk, Pavel
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2026
Acceso abierto
Artículo científico
2026
El Inicio de una Crisis de Ebullición como una Transición de Percolación Estocástica Tridimensional Fuera de la Red
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Crisis de ebullición
Transferencia de calor
Evaporación
Burbujas
Teoría de la percolación
Flujos críticos de calor
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
Las crisis de ebullición son procesos estocásticos complejos que están influenciados por los fenómenos físicos de transferencia de calor y evaporación, así como por la forma y rugosidad de la superficie de ebullición. Al calcular los flujos de calor críticos correspondientes al punto de la primera crisis de ebullición, es importante conocer la densidad numérica de las burbujas formadas por unidad de superficie y volumen. La mayoría de los modelos consideran solo burbujas no interactivas. Esto reduce en gran medida su precisión predictiva. Un análisis de las grabaciones de video de la ebullición de burbujas cerca del punto de la primera crisis de ebullición nos permite concluir que esta es una imagen típica para un problema de percolación de continuo fuera de la red. El objetivo principal del trabajo es considerar el punto de la primera crisis de ebullición como el umbral de percolación para un problema tridimensional. Este umbral describe la transición de inclusiones de tamaño finito (burbujas individuales y pequeños grupos de burbujas débilmente interactivas) a una estructura de percolación en la que hay una burbuja irregular macroscópica, cuyo tamaño es comparable al tamaño de todo el sistema. Esta hipótesis nos permite hacer estimaciones para la concentración de burbujas en el punto de ebullición y obtener estimaciones para los flujos de calor críticos en este punto. La diferencia fundamental entre el enfoque propuesto y los intentos anteriores de aplicar la teoría de percolación a la descripción de crisis de ebullición es la consideración de un problema tridimensional en volumen líquido, en lugar de un problema bidimensional sobre una superficie de ebullición caliente. Se muestra, por primera vez, que la constante de proporcionalidad en la ecuación de Kutateladze-Zuber coincide con el umbral de percolación para un problema de percolación continua tridimensional en el que se superponen elipsoides.
Descripción
Las crisis de ebullición son procesos estocásticos complejos que están influenciados por los fenómenos físicos de transferencia de calor y evaporación, así como por la forma y rugosidad de la superficie de ebullición. Al calcular los flujos de calor críticos correspondientes al punto de la primera crisis de ebullición, es importante conocer la densidad numérica de las burbujas formadas por unidad de superficie y volumen. La mayoría de los modelos consideran solo burbujas no interactivas. Esto reduce en gran medida su precisión predictiva. Un análisis de las grabaciones de video de la ebullición de burbujas cerca del punto de la primera crisis de ebullición nos permite concluir que esta es una imagen típica para un problema de percolación de continuo fuera de la red. El objetivo principal del trabajo es considerar el punto de la primera crisis de ebullición como el umbral de percolación para un problema tridimensional. Este umbral describe la transición de inclusiones de tamaño finito (burbujas individuales y pequeños grupos de burbujas débilmente interactivas) a una estructura de percolación en la que hay una burbuja irregular macroscópica, cuyo tamaño es comparable al tamaño de todo el sistema. Esta hipótesis nos permite hacer estimaciones para la concentración de burbujas en el punto de ebullición y obtener estimaciones para los flujos de calor críticos en este punto. La diferencia fundamental entre el enfoque propuesto y los intentos anteriores de aplicar la teoría de percolación a la descripción de crisis de ebullición es la consideración de un problema tridimensional en volumen líquido, en lugar de un problema bidimensional sobre una superficie de ebullición caliente. Se muestra, por primera vez, que la constante de proporcionalidad en la ecuación de Kutateladze-Zuber coincide con el umbral de percolación para un problema de percolación continua tridimensional en el que se superponen elipsoides.