Diseño de una estación experimental de medición de coeficientes de transferencia de calor y caídas de presión en mezclas zeotrópicas durante la condensación y evaporación

Abstract

En este documento se caracterizan diez estaciones experimentales de medición de coeficientes de transferencia de calor y/o caída de presión durante la condensación o evaporación para fluidos zeotrópicos, lo que se clasifican según tres criterios: cambio de fase, fluido de intercambio de calor y determinación del coeficiente de transferencia de calor y caída de presión. Con dicha información se diseña una estación experimental que permite medir el coeficiente de transferencia de calor y la caída de presión durante la condensación y evaporación, considerando mezclas zeotrópicas a temperatura ambiente y sólo intercambio de calor entre fluidos. Se definen los equipos de diversa índole: Medición, de presión; temperatura; flujo másico; composición de mezcla gaseosa y diferencia de presión, transporte, bomba para el fluido de trabajo; bomba para el agua (condensación) y bomba para el aceite térmico (evaporación) y finalmente, los equipos de transferencia de calor, incluidas las secciones de prueba. Estas secciones de prueba se componen de dos tubos concéntricos, tal que el diámetro interno y externo del tubo exterior es 𝐷𝐼𝑁𝑇 = 8 mm y 𝐷𝐸𝑋𝑇 = 10 mm y los del tubo interior son 𝐷𝑖𝑛𝑡 = 3 mm y 𝐷𝑒𝑥𝑡 = 4 mm. También estas secciones de prueba (para la evaporación y condensación) cuentan con tres subsecciones de 250 mm cada una. Para las secciones de prueba la temperatura se mide en la pared externa del tubo interno usando termocuplas para no interrumpir el flujo del fluido de trabajo. Se define como se procesan los datos medidos por los instrumentos antes nombrados. En este caso para el coeficiente de transferencia de calor se recurre al método de la diferencia de temperatura media logarítmica. Por otra parte, la caída de presión medida se usa para determina el factor de forma de las secciones de prueba.