acería
el incremento en la temperatura superficial . En otro trabajo [ 37 ] se han reportado resultados de flujo calor obtenidos bajo otras condiciones y todos ellos se pueden expresar mediante la siguiente correlación ,
( 4 )
la cual provee una muy buena estimación para los flujos de calor medidos , como se muestra en la Figura 3 . Esta correlación sugiere que el flujo de calor aumenta significativamente con el momentum del rocío , dado por el producto wu z , v
. Además , los valores de los exponentes de T w y d 30 indican un aumento importante del flujo de calor con la temperatura y una disminución con el aumento en el tamaño de las gotas .
Las temperaturas de Leidenfrost , T L
, mostradas en la Fig . 2 marcan la frontera entre el régimen de ebullición en transición y de ebullición en capa estable de vapor y fueron seleccionadas de la curva completa de ebullición ( la cual comprendió temperaturas en el rango de ~ 60 º C a ~ 1180 ° C ) como la temperatura a la cual se presenta el mínimo flujo de calor entre la temperatura correspondiente al flujo de calor crítico y al flujo de calor medido a la máxima temperatura . De la Figura 2 se puede concluir que en el caso de gotas que impactan casi normal a la superficie se presentan altos valores de T L y este comportamiento puede asociarse a que la alta velocidad de las gotas promueve el contacto íntimo con la superficie ; gotas con un elevado momentum establecerán mejor contacto con la superficie evaporándose y formado gotas secundarias con el agua remanente . Por debajo de T L se presenta el régimen de ebullición en transición , bajo el cual coexisten zonas de producción de vapor con zonas de acumulación de agua . Por encima de T L desaparece la acumulación de agua y aparece una capa de vapor la cual tendrá que ser atravesada por las gotas para establecer contacto con la superficie . Como se verá en la Sección IV-B , contactos intermitentes se presentan también bajo el llamado régimen de capa de vapor . Al comparar las curvas de la Fig . 2 se evidencia que en la región externa del jet de niebla ( x = 0.125 m con ángulo nominal de 57 º) los flujos de calor desde la superficie caliente presentan T L mayores que en la posición central a pesar de que las velocidades de las gotas son considerablemente bajas . Esto sugiere que las gotas en posiciones internas al moverse a posiciones externas aumentan la probabilidad de contacto con la superficie . La eficiencia de enfriamiento es la proporción del calor medido a la suma del calor sensible requerido para llevar el volumen del agua impactando desde la temperatura de impacto , T mist
, a la temperatura de saturación , T sat , más el calor latente de la evaporación , ∆H evap , si el vapor no es sobrecalentado , y está dada como ,
Flujo de calor estimado -q s , MW / m 2
( 5 )
los valores de los parámetros que aparecen en el denominador se listan en la Tabla II . La variación de ε q respecto de T w se muestra en la Fig . 4 para las posiciones x = 0 m y x = 0.125 m respectivamente , bajo las condiciones listadas en las leyendas . La gráfica revela que la eficiencia del rocío aumenta al disminuir w ; mientras que para valores similares de w , ε q se incrementa al aumentar v z , v
, lo que sugiere que el arribo de gotas primarias con alto momentum promueve que las gotas establezcan contacto y se evaporen más eficientemente .
Flujo de calor estimado -q s
, kW / m 2o C
Fig . 3 - Comparación entre flujo de calor medido y estimado mediante correlación ( 4 ), para la boquilla W19822 operando bajo un amplio rango de condiciones en el régimen de capa de vapor . [ 37 ]
Tabla II . Propiedades de agua líquida
10 HIERRO yACERO / AIST MÉXICO
C p , d y r d
, capacidad calorífica y densidad del agua , respectivamente .
Eficiencia de transferencia de calor e
Temperatura de la superficie T w , o C
Fig . 4 - Eficiencia de transferencia de calor como función de la temperatura para diferentes condiciones de operación y dos posiciones sobre el eje mayor de la huella de impacto .