Mecanismos De Vaporizaci N

Mecanismos de vaporización.

La transferencia de calor por vaporización sin agitación mecánica, es obviamente una combinación de convección ordinaria en el líquido y convección adicional producida por la ascensión de las burbujas de vapor. Bajo diferencias de temperatura muy pequeñas entre la pared del tubo y el líquido en ebullición, la formación de las burbujas tiene lugar lentamente y lavelocidad de transferencia de calor es esencialmente la de convección libre, estando dada por las Ecu.





La tensión superficial de agua en contra de aire es aproximadamente de 75 dinas/cm a temperatura ordinaria, mientras que la mayoría de las sustancias orgánicas tienen tensiones superficiales que varían de 20 a 30 dinas/cm a temperatura ordinaria. La tensión superficial de muchos líquidos a suspuntos de ebullición respectivos, sin embargo, probablemente no se aparte mucho de aquellas a temperatura ordinaria. Las tensiones superficiales de líquidos en contra de metales pueden también diferir de su tensión superficial en contra del aire, ya que la velocidad de vaporización del agua es en realidad mucho mayor que la de los líquidos orgánicos bajo condiciones idénticas. Si la tensiónsuperficial de un líquido es baja, tiende a mojar las superficies, de manera que la burbuja. Para líquidos de tensión superficial inmediata, existe un balance momentáneo entre la burbuja y la pared del tubo, de manera que es necesario formar una burbuja más grande antes de que las fuerzas ascensoriales la liberen de la superficie del tubo.




Considere el coeficiente de ebullición típico de la curva deMcAdam basado en los datos de varios investigadores para el agua. Desde una (∆t), mayor de 5°F hay una correlación logarítmica relativamente recta entre el coeficiente de vaporización y la diferencia de temperatura, donde (∆t), es la diferencia de temperatura entre la pared del tubo y el vapor.
Esta correlación cambia, sin embargo, a la referencia de temperatura crítica que se manifiestaalrededor de 45ºF para aguas que se evaporan en recipientes. A esta diferencia de temperatura la superficie caliente y el líquido se aproximan a las condiciones mostradas. Hay un predominio del vapor en la pared del tubo debido a la rápida y alta transferencia de calor, de manera que en realidad muy poco líquido tiene contacto con la pared caliente del tubo. Esta condición se llama interferencia, siempreque la gran cantidad de vapor formado en la pared del tubo sirve realmente como una resistencia de gas al paso de calor hacia el líquido y reduce el coeficiente de película para la vaporización a medida que la diferencia de temperatura aumenta. Drew y Mueller han reportado la diferencia de temperatura crítica para un cierto número de compuestos orgánicos bajo condiciones diferentes de superficie,y las sustancias orgánicas exhiben una diferencia de temperatura crítica que es aproximadamente de 60 a 120°F. Cuando la vaporización se efectúa directamente en la superficie calefactora, se llama ebullición nuclear, y cuando toma lugar a través de la película de gas de interferencia se llama ebullición en película.
Un criterio útil sobre el comportamiento durante la vaporización es que el máximoflujo de calor se define como (Q/A) máx. O (UΔt) máx.
Una cantidad mayor que (Q/A) máx. Btu/ (h) (pie2) no puede ser forzada a través de la superficie calefactora, debido a la presencia de la película de gas. Cuando se emplea un (∆t), mayor que el crítico, se logran coeficientes de vaporización menores y el flujo de calor decrece similarmente. Se sigue entonces que las grandes diferencias detemperatura tan favorables para la conducción y convección pueden en realidad ser un impedimento para la vaporización.
Se ha encontrado que los siguientes factores afectan la velocidad de transferencia de calor por vaporización de los recipientes y han entorpecido, en gran parte, la posibilidad de obtener una o dos correlaciones simples aplicables a la mayoría de los Líquidos : ( 1) naturaleza de la...