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Un estudio experimental de la transferencia de calor en ebullición en piscina para investigar el efecto de la rugosidad de la superficie en el flujo crítico de calor

Autores: Ali, Bashar Mahmood

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Un estudio experimental de la transferencia de calor en ebullición en piscina para investigar el efecto de la rugosidad de la superficie en el flujo crítico de calor


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Química

Palabras clave

Ebullición en piscina
Método de enfriamiento
Modificaciones de superficie
Flujo de calor
Diferenciales de temperatura
Dinámica de burbujas

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 31

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La utilización de la ebullición en piscina como método de enfriamiento tiene una importancia significativa en las industrias de plantas de energía debido a su capacidad para gestionar de manera efectiva los diferenciales de temperatura en condiciones de alto flujo de calor. Este estudio profundiza en el impacto de las modificaciones de superficie en el proceso de ebullición en piscina mediante la realización de experimentos en cuatro superficies de ebullición distintas bajo diversas condiciones. Se diseña e implementa meticulosamente un conjunto experimental adaptado para esta investigación. El objetivo principal es discernir la configuración de superficie óptima capaz de absorber eficientemente el máximo flujo de calor mientras se minimizan los diferenciales de temperatura. Además, este estudio examina la dinámica de burbujas, fundamental en los procesos de nucleación. Notablemente, las superficies pulidas unidireccionalmente (ROD), que exhiben una menor rugosidad, demuestran un rendimiento superior en el flujo de calor crítico (CHF) en comparación con las superficies con rugosidad circular (RCD). Además, la integración de la metodología de separación de líquido de burbujas junto con la introducción de una microcapa de burbujas da lugar a una superficie de microcanal. Remarkablemente, esta modificación resulta en una mejora notable del 131% en el CHF y un aumento sustancial del 211% en el coeficiente de transferencia de calor (HTC) sin recurrir a la incorporación de partículas en la superficie. Esto indica vías prometedoras para mejorar la eficiencia de enfriamiento a través de la ingeniería de superficies sin aditivos adicionales.

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