Masson, Viviana (2001) Algunos efectos de campos eléctricos favorables y desfavorables en la ebullición de líquidos dieléctricos / Some effects of favorable and adverse electric fields on pool boiling in dielectric fluids. Tesis Doctoral en Ciencias de la Ingeniería, Universidad Nacional de Cuyo, Instituto Balseiro.
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Resumen en español
En este trabajo se estudiaron los efectos de la aplicación de un campo eléctrico en la ebullición de líquidos dieléctricos. Se utilizaron básicamente dos tipos de geometrías de campo eléctrico: una que favorece el desprendimiento de burbujas (campo eléctrico favorable) y otra en el que las burbujas son retenidas en el calefactor (campo eléctrico desfavorable o adverso). En los experimentos con campo eléctrico favorable se midió la función indicadora de fase a partir de la cual se obtuvieron la fracción de vacío y frecuencia de impacto a diferentes distancias del calefactor y con diferentes flujos de calor. De las mediciones se desprende que la fracción de vacío disminuye cuando el voltaje aplicado aumenta producto posiblemente de la combinación de la fuerza dielectroforética y la disminución del tamaño de las burbujas con el campo eléctrico. Además la frecuencia de impacto es menor que a 0 kV cuando se aplica un voltaje y los flujos de calor son altos o cercanos al FCC; en cambio para flujos de calor moderado la tendencia es la inversa. Otro comportamiento observado es que tanto la fracción de vacío como la frecuencia de impacto disminuyen de forma aproximadamente exponencial con la distancia al calefactor. Para flujos de calor moderados la fracción de vacío y la frecuencia de impacto aumentan con el flujo de calor. Si los flujos de calor son mayores la fracción de vacío sigue aumentando con el flujo de calor si no hay campo aplicado, mientras que en presencia de un campo eléctrico la fracción de vacío decrece con el flujo de calor. Se observa un pico en la frecuencia de impacto para 5 kV a flujos de calor moderados, En los experimentos con campo eléctrico desfavorable se midió la curva de ebullición en diferentes regímenes y con diferentes técnicas. La transferencia de calor en ebullición nucleada fue medida con experimentos de calentamiento de un calefactor. En estos experimentos se obtuvo una disminución del FCC que a 10 kV y en temperatura de saturación resultó del 10 %, mientras que para el mismo voltaje pero para un subenfriamiento de 20 oC, la reducción fue del 40 %. La parte de la curva de ebullición correspondiente a transición y ebullición pelicular fue obtenida con experimentos de enfriamiento (quenching). Se observó un aumento en el flujo de calor con el campo eléctrico aplicado para la región de transición a pesar de que la geometría es adversa al desprendimiento de burbujas
Resumen en inglés
The effects of the application of an electric field on pool boiling in dielectric fluids were studied in this work. Two different geometries were used: one which is favorable to the bubble detachment (favorable electric field) and other which attract the bubbles toward the heater (adverse electric field). In the favorable electric field experiments, the void fraction and impact rate were calculated from the measured indicator function. Those parameters were obtained varying the probe-heater distance and the power to the heater. The results show a reduction of the void fraction with increasing applied voltage, probably caused by the combination of the dielectrophoretic force and a smaller bubble size due to the electric field application. Also, the impact rate decreases when a voltage is applied and the heat fluxes are close to the critical heat flux (CHF). On the other hand, the impact rate increases with voltage for moderate heat fluxes. Another interesting result is the approximately exponential decay of the void fraction and impact rate with the distance to the heater. Both the void fraction and the impact rate grow with heat flux if the heat fluxes are moderate, with or without applied voltage. For highest heat fluxes the void fraction still grows with heat flux if there are no applied electric fields while decreases with heat flux when there is an applied voltage. Similar behavior is observed in the impact rate. The boiling regimes was measured with adverse electric fields using two techniques. The heat transfer in the nucleate boiling regime was measured on an electrically powered heater. The results in these experiments show a reduction in the CHF of 10 % for saturation conditions and 10 kV of applied voltage, and a reduction of up to 40 % for 20 oC of liquid subcooling. The boiling curve corresponding to the transition and film boiling was performed with quenching experiments. An increase in the heat flux was achieved when an electric field was applied in spite of the geometry of the electric field which was adverse to the bubble detachment
| Tipo de objeto: | Tesis (Tesis Doctoral en Ciencias de la Ingeniería) |
|---|---|
| Palabras Clave: | Ebullición; Pileta; Campos eléctricos; Vacío; Frecuencia; Impacto; Sonda óptica; Ebullición nucleada; Pool boiling; Electric fields; Void fraction; Impact rate; Optical probe; Nucleate boiling; Transition boiling; Film boiling; Transición; Ebullición pelicular; |
| Materias: | Ingeniería nuclear |
| Divisiones: | Energía nuclear > Ingeniería nuclear > Termohidráulica |
| Código ID: | 35 |
| Depositado Por: | Administrador RICABIB |
| Depositado En: | 27 Abr 2010 12:22 |
| Última Modificación: | 27 Abr 2010 12:22 |
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