Medida experimental de la concentración de área interfacial en flujos bifásicos finalmente dispersos y en transición

Abstract

En años recientes se han realizado esfuerzos para incrementar la compresión de los fenómenos asociados al flujo bifásico líquido - gas, para lo cual se han establecido modelos matemáticos que intentan reflejar el comprotamiento del flujo, como es el caso del modelo de los Dos Fluídos. Una causa de la complejidad que representa el modelado es la transferencia de masa, momento y energía entre fases debida a la interacción entre fases. Actualmente los modelos de cálculo empleados en CFD y en códigos termohidraúlicos confían en correlaciones experimentales altamente dependientes del régimen de flujo para determinar el área interfacial, sin embargo este procedimiento no refleja la naturaleza física y se presentan irregularidades en la zona de la interfase debidas a fenómenos de transporte no descritos por estos modelos. En este sentido se ha propuesto recientemente una teoría de transporte de area interfacial que parece ser una solución viable al problema de la obtención de ecuaciones constitutivas del area interfacial y con ella, el cierre del modelo. Esta ecuación consta de términos convectivos y temporales que pueden ser resueltos analíticamente, por otro lado contiene términos fuente y sumidero que representan la creación y destrucción de burbujas que aún no han sido completamente modelados; para la comprension de dichos términos es requerida información experimental, misma que este trabajo intenta generar mediante la obtención de una base de datos experimentales que aporten información útil para el modelado de sistemas bifásicos. Para la obtención de la base de datos fue necesario diseñar, construir e instrumentar una instalación experimental que permitiera la formación de flujos bifásicos agua-aire con velocidades superficiales de fase líquida y gas similares a las existentes en los actuales reactores nucleares. El sistema de formación de mezcla bifásica que se diseñó y construyó permite la obtención de varios regímenes de flujo, en su funcionamiento emplea medio