Simulación Del Fenómeno De Ebullición Nucleada Y Flujo Crítico De Calor Utilizando Autómatas Celulares Y Geométricos.

Abstract

La transferencia de calor por ebullición ha sido ampliamente usada en numerosas
aplicaciones industriales donde es necesaria alta eficiencia en la transferencia térmica, tales
como la refrigeración de los núcleos de reactores nucleares, generadores de vapor, plantas
de procesamiento de alimentos, y muchas otras. Comunmente se utilizan promediados
macroscopios de magnitudes para caracterizar el campo de ebullición cercano a una pared
calefactora, representando la cantidad relativa de cada fase, el número de burbujas por
unidad de volumen, la densidad de área interfacial, el tamaño medio de las burbujas, etc. En
tales representaciones, los flujos bubbly son descritos con ecuaciones diferenciales en
términos de los campos promediados que representaban las variables físicas con cierto
detalle. Los modelos más conocidos son el modelo de flujo homogéno1 (Wallis 1969), el
modelo de drift-flux2 (Zuber 1965), y el modelo de dos fluidos3 (Ishii 1975).
Una perspectiva diferente en el modelado de medios bubbly se basa en la teoría de balance
de poblaciones4 (Clausse 1997), la cual calcula las variables del flujo por medio del
seguimiento de las burbujas, teniendo en cuenta su coalescencia, rotura, evaporación y
condensación.
En este trabajo se presenta una versión computacional del balance poblacional, donde se
crean sistemas de burbujas usando autómatas geométricos que representan conjuntos de
burbujas reales.
Los sistemas representados abarcan potencias que generan desde la ebullición nucleada
hasta el flujo crítico de calor (CHF).