Características de Transferencia de Calor del Hervido de Flujo Dos Fases Horizontal en Condiciones de Baja Presión y Bajo Flujo (LPLF)
Autores: Kabir, Mehdi; Field, Corey; Howe, David
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Características de Transferencia de Calor del Hervido de Flujo Dos Fases Horizontal en Condiciones de Baja Presión y Bajo Flujo (LPLF)
Categoría
Energía
Subcategoría
Energía térmica
Palabras clave
Flujo de dos fases en ebullición
Condiciones de baja presión y bajo flujo
Coeficientes de transferencia de calor por ebullición
BHTCs
Flujo másico
Calidad del vapor
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
Hasta la fecha, se ha investigado extensamente la ebullición en flujo bifásico para varios fluidos de trabajo y geometrías, principalmente bajo presiones de operación y flujos másicos en el rango de medio a alto. Sin embargo, se han realizado muy pocos estudios que se centren en condiciones de baja presión y bajo flujo (LPLF). Dado que hay datos experimentales insuficientes disponibles en la literatura, la mayoría de las correlaciones empíricas existentes no logran predecir adecuadamente los coeficientes de transferencia de calor por ebullición (BHTCs) en condiciones LPLF, lo que resalta la necesidad de realizar más investigaciones experimentales. El presente estudio investiga experimentalmente el rendimiento de transferencia de calor de la ebullición en flujo de fase única y bifásica de agua destilada en un tubo convencional horizontal a flujo de calor constante en la pared bajo condiciones LPLF, donde la presión de operación se establece en subatmosférica y el flujo másico se encuentra por debajo de 20 kg/m-s. Para la ebullición en flujo saturado, se evaluaron los efectos del flujo másico y la calidad del vapor local sobre los BHTCs locales y el número de Nusselt, revelando que los BHTCs locales alcanzan un pico en un cierto rango de calidades de vapor entre el 55% y el 75%, mientras que aumentan con el flujo másico. También se encontró que el impacto del flujo másico es más fuerte que el de la calidad del vapor sobre los BHTCs locales. Los resultados experimentales del presente estudio se compararon luego con varias correlaciones empíricas de BHTC bien conocidas en la literatura para identificar aquellas con menores desviaciones bajo las condiciones LPLF. A diferencia del flujo de fase única, la estimación de pérdidas de calor y la medición de la calidad del vapor son conocidas como una de las principales fuentes de error en la caracterización de los coeficientes de transferencia de calor para la ebullición en flujo bifásico. En consecuencia, el presente estudio emplea dos enfoques, en paralelo, para estimar de manera confiable las pérdidas de calor, calibrar los suministros de calor y medir las calidades de vapor locales bajo las condiciones de operación investigadas.
Descripción
Hasta la fecha, se ha investigado extensamente la ebullición en flujo bifásico para varios fluidos de trabajo y geometrías, principalmente bajo presiones de operación y flujos másicos en el rango de medio a alto. Sin embargo, se han realizado muy pocos estudios que se centren en condiciones de baja presión y bajo flujo (LPLF). Dado que hay datos experimentales insuficientes disponibles en la literatura, la mayoría de las correlaciones empíricas existentes no logran predecir adecuadamente los coeficientes de transferencia de calor por ebullición (BHTCs) en condiciones LPLF, lo que resalta la necesidad de realizar más investigaciones experimentales. El presente estudio investiga experimentalmente el rendimiento de transferencia de calor de la ebullición en flujo de fase única y bifásica de agua destilada en un tubo convencional horizontal a flujo de calor constante en la pared bajo condiciones LPLF, donde la presión de operación se establece en subatmosférica y el flujo másico se encuentra por debajo de 20 kg/m-s. Para la ebullición en flujo saturado, se evaluaron los efectos del flujo másico y la calidad del vapor local sobre los BHTCs locales y el número de Nusselt, revelando que los BHTCs locales alcanzan un pico en un cierto rango de calidades de vapor entre el 55% y el 75%, mientras que aumentan con el flujo másico. También se encontró que el impacto del flujo másico es más fuerte que el de la calidad del vapor sobre los BHTCs locales. Los resultados experimentales del presente estudio se compararon luego con varias correlaciones empíricas de BHTC bien conocidas en la literatura para identificar aquellas con menores desviaciones bajo las condiciones LPLF. A diferencia del flujo de fase única, la estimación de pérdidas de calor y la medición de la calidad del vapor son conocidas como una de las principales fuentes de error en la caracterización de los coeficientes de transferencia de calor para la ebullición en flujo bifásico. En consecuencia, el presente estudio emplea dos enfoques, en paralelo, para estimar de manera confiable las pérdidas de calor, calibrar los suministros de calor y medir las calidades de vapor locales bajo las condiciones de operación investigadas.