trans calor

Transferencia de calor
Ebullición y condensación

Transferencia de calor en la ebullición
• Aplicaciones:
– Refrigerador doméstico
– Calderas
– Evaporadores
– Condensadores
– Secado
– Mecanismos de enfriamiento del cuerpo humano

Transferencia de calor en la ebullición
• La ebullición es un proceso de cambio de fase
de líquido a vapor.
• La evaporación ocurre en la interfasevaporlíquido, cuando la presión de vapor es menor
que la saturación del líquido a una
temperatura dada.

Transferencia de calor en la ebullición

Transferencia de calor en la ebullición
• Se tiene ebullición en la interfase sólidolíquido, cuando un líquido se pone en
contacto con una superficie mantenida a una
temperatura Ts suficientemente arriba de la
temperatura de saturación dellíquido.

Transferencia de calor en la ebullición
• A 1 atm, el agua líquida en contacto con una superficie
a 110°C hervirá, puesto que la temperatura de
saturación del agua es 100°C a 1 atm

Transferencia de calor en la ebullición
• Como una forma de transferencia de calor por
convección, el flujo de calor en la ebullición,
de una superficie sólida hacia un fluido, se
expresa mediante laley de newton de
enfriamiento.

(

qebullición = h(Ts − Tsat ) = h∆Texceso W / m

2

)

Transferencia de calor en la ebullición
• El análisis de transferencia de calor en la
ebullición comprende las propiedades del
líquido (ρ, µ, Cp, k, σ, y hfg.).
• Las burbujas existen debido a la tensión
superficial en la interfase líquido-vapor.
• La tensión superficial disminuye al aumentarla temperatura y se hace cero a la
temperatura crítica.

Transferencia de calor en la ebullición
• Los procesos de ebullición no ocurren en
condiciones de equilibrio, y normalmente las
burbujas no se encuentran en equilibrio
termodinámico con el líquido que las circunda. Es
decir, la temperatura y la presión del vapor en
una burbuja suelen ser diferentes.
• La diferencia de presión entreel líquido y el vapor
es equilibrada por la tensión superficial en la
interfase.

Transferencia de calor en la ebullición
• La diferencia de temperatura entre el vapor de
una burbuja y el líquido circundante es la
fuerza impulsara para la transferencia de calor
entre las dos fases.
• La ebullición se clasifica como ebullición en
estanque o ebullición en flujo.

Transferencia decalor en la ebullición

Transferencia de calor en la ebullición
• La ebullición en estanque o en flujo se
clasifican como ebullición subenfriada o
ebullición saturada.

Transferencia de calor en la ebullición
• En las primeras etapas de la ebullición las burbujas se
encuentran confinadas en una angosta región cercana
a la superficie caliente.
• Esto sucede debido a que el líquidoadyacente a la
superficie caliente se vaporiza como resultado de ser
calentado arriba de su temperatura de saturación.
• Estas burbujas desaparecen pronto al alejarse de la
superficie caliente, como resultado de la transferencia
de calor de ellas hacia el líquido más frío que lo
rodea. Esto sucede cuando la masa del líquido está a
una temperatura más baja que la de saturación.

Transferencia decalor en la ebullición
• Las burbujas sirven como movedoras de calor
desde la superficie caliente hacia la masa de
líquido, absorbiendo calor de aquella y
liberándolo en ésta a medida que se
condensan y aplastan.
• En este caso la ebullición queda confinada en
una región en la localidad de la superficie
caliente y, de manera apropiada, se le llama
local o subenfriada.

Transferencia decalor en la ebullición
• Cuando toda la masa del líquido alcanza la
temperatura de saturación, las burbujas
empiezan a subir hasta la parte superior.
• Se pueden ver burbujas en toda la masa del
líquido y, en este caso la ebullición recibe el
nombre de ebullición masiva o saturada.

Transferencia de calor en la ebullición
• EBULLICIÓN POR CONVECCIÓN NATURAL
– En termodinámica se...