Dinámica de gotas y condensación gota a gota en superficies texturadas

Título original:

Drop Dynamics and Dropwise Condensation on Textured Surfaces

Contenido del libro:

Este libro es una versión ampliada de la monografía, Dropwise Condensation on Inclined Textured Surfaces, Springer, 2013, publicada anteriormente por los autores, en la que se presentaba un modelo matemático para la condensación gota a gota de vapor puro sobre superficies texturadas inclinadas, seguido de simulaciones y comparaciones con experimentos. El modelo tenía en cuenta varios detalles del proceso cuasicíclico general, pero se aproximaba a los detalles a escala de gotas individuales.

En los últimos cinco años se ha estudiado ampliamente la dinámica del nivel de gotas sobre superficies hidrófobas. Estos resultados pueden incorporarse ahora al modelo de condensación gota a gota. La condensación gota a gota es una vía eficaz para la transferencia de calor y se encuentra a menudo en las principales aplicaciones de generación de energía.

También se forman gotas durante la condensación en dispositivos de destilación que trabajan con fluidos diversos, desde agua hasta metales líquidos. El diseño de este tipo de equipos requiere una comprensión minuciosa del ciclo de condensación, que comienza con el nacimiento de los núcleos, seguido de las agrupaciones moleculares, el crecimiento directo de las gotas, su coalescencia, hasta llegar a la inestabilidad y la caída de las gotas condensadas. El modelo aquí descrito considera estas etapas individuales del ciclo de condensación.

También se analizan la determinación de la forma de las gotas en condiciones estáticas, un estudio fundamental de la dispersión de las gotas en configuraciones sésiles y colgantes, y los detalles del fenómeno de coalescencia de las gotas. Posteriormente se incorporan al modelo de condensación y se examinan sus consecuencias. Como el modelo matemático se extiende a múltiples escalas de longitud y tiempo, se presenta un enfoque de paralelización de la simulación.

Entre los temas especiales se incluyen el modelado de líneas de contacto trifásicas, las técnicas de preparación de superficies, los fundamentos de la evaporación y las velocidades de evaporación de una sola gota de líquido, y la medición del coeficiente de transferencia de calor durante la condensación a gran escala de vapor de agua. Esperamos que este texto significativamente ampliado satisfaga las expectativas de los ingenieros de diseño, analistas e investigadores que trabajan en áreas relacionadas con los fenómenos de cambio de fase y transferencia de calor.