CONCEITOS TEÓRICOS DA LEI DE RESFRIAMENTO DE NEWTON

CONCEITOS TEÓRICOS DA LEI DE RESFRIAMENTO DE NEWTON

A ebulição acontece quando contato entre uma superfície sólida aquecida e um liquido, ocorrendo quando o a temperatura de saturação do líquido é inferior que a temperatura do sólido, sendo que de acordo com o a lei de resfriamento de Newton, ocorre uma transferência de calor entre a superfície sólida com a líquida Equação 27.

q"=h(T_s-T_Sat)=h∙〖∆T〗_e

Sedo as variáveis q" o fluxo de calor convectivo dado em [W/m^2], h é referente ao coeficiente de transferência por convecção dado em [W/m^2∙K], e 〖∆T〗_e sendo a variação de temperatura a qual é dada em [K].

Nos trabalhos de Nukiyama (1934) e Drew e Mueller (1937) são caracterizadas são caracterizadas algumas formas de ebulição em piscina, ou seja, o líquido encontra-se em repouso e devido à convecção natural há um movimento próximo a superfície devido ao desprendimento de bolhas de vapor. Estas formas de ebulição são sempre dadas em função da diferença de temperatura 〖∆T〗_e.

Ebulição com Convecção Livre: Ocorre quando o 〖∆T〗_e está igual ou acima de 5°C sendo que em relação a temperatura de saturação a quantidade de vapor em contato com a fase líquida é insuficiente para causar a ebulição.

Ebulição Nucleada: Ocorre quando o 〖∆T〗_e está entre 5°C e 30°C onde podem ser encontrados dois tipos de escoamento, uma na faixa ente 5°C e 10°C á um aumento substancial de q" e h devido à formação de bolhas isoladas na região de nucleação, tendo uma mistura considerável a superfície devido ao desprendimento dessas bolhas

Ebulição no Regime de Transição: Ocorre quando o 〖∆T〗_e está entre 30°C e 120°C, nessa região começa a formar um manto de vapor na superfície devido a rápida formação de das bolhas. Como a condutividade térmica do vapor é muito menor que a do líquido o q" e h diminuem conforme o 〖∆T〗_e aumenta.

Ebulição em Película: Ocorre quando o 〖∆T〗_e está superior a 120°C sendo que nessa região a superfície do líquido está tomara por uma camada de vapor que transfere o calor da superfície para o líquido através da condução e radiação.

Ebulição Nucleada e Piscina: De acordo com Rohsenow (1052), o que caracteriza a correlação mais utilizada para Ebulição nucleada é a dependência entre 〖q"〗_sup em relação a 〖∆T〗_e. Sedo que os índices indicados l indica o estado líquido saturado e v indica o estado vapor saturado. Também há o aparecimento de uma tensão superficial σ. Já o coeficiente C_(s,f) e o índice n depende da combinação superfície/fluído.

〖q"〗_sup=μ_l h_fg [g(ρ_l-ρ_v )/σ]^(1/2)∙((C_(p,l) ∆T_e)/(C_(s,f) h_fg 〖〖Pr〗_l〗^n ))^3

Fluxo Térmico Crítico na Ebulição Nucleada em Piscina: Kutateladze (1948) e zuber (1958) conseguiram através de análise dimensiona e análise de estabilidade hidrodinâmica obtiveram a Equação xx para o calculo do fluxo térmico crítico

〖q"〗_max=0,149h_fg ρ_v [g(ρ_l-ρ_v )/〖ρ^2〗_v ]^(1/4)

Fluxo Termico Mínimo: É necessário