Transferencia de calor con cambio de fase

En los procesos de transferencia de calor que se han estudiado en los capítulos anteriores, hemos considerado tan sólo sistemas homogéneos de una sola fase. Sin embargo, en muchos problemas de ingeniería, la transferencia de calor ocurre durante cambios de fase. En la generación eléctrica, se transforma agua en vapor dentro de un bóiler y se debe comprender muy bien el proceso de ebullición para un diseño efectivo. Más aún, después que se ha utilizado e vapor para mover una turbina, se le condensa de vapor líquido de tal modo que se le pueda bombear de regreso al bóiler a fin de repetir el proceso. Esto requiere de comprender la transferencia de calor en condensación. Ambos procesos, ebullición y condensación, involucran un cambio de fase. Además, el proceso de evaporación y condensación son mecanismos primarios en la tuberia de calor, un aparato que permite que ocurra una gran transferencia de calor a través de un área pequeña. Otro ejemplo se tiene en el calor que debe disipar un vehículo espacial cuando regresa a la atmósfera de la Tierra. En este caso, el calentamiento debido a la fricción de las moléculas de aire provoca que el cono de nariz sólida de la cápsula espacial experimente un cambio de fase.

En las siguientes secciones discutiremos la condensación y la ebullición y se describe brevemente la operación de una tubería de calor. El primer tema que se presenta será el de la condensación. La condensación es importante en muchas aplicaciones de cambistas de calor, además del papel que desempeña en los condensadores de vapor de las plantas de energía.

El material que se presenta en este capítulo es principalmente la naturaleza descriptiva y se recomienda al lector que recurra a las diferentes referencias para una información más detallada.

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