TRANSFERENCIA DE CALOR EN LA CONDENSACIÓN

Se presenta la condensación cuando la temperatura de un vapor se reduce por debajo de su temperatura de saturación, Tsat. Esto suele llevarse a cabo cuando el vapor entra en contacto con una superficie sólida cuya temperatura Ts esté por debajo de la temperatura de saturación Tsat de ese vapor. Pero la condensación también puede ocurrir sobre la superficie libre de un líquido o incluso en un gas, cuando la temperatura de éstos a la cual se expone el vapor está por debajo de Tsat. En este último caso las gotitas de líquido suspendidas en el gas forman una niebla. En este capítulo sólo se considerará la condensación sobre superficies sólidas. Se observan dos formas distintas de condensación: en película y por gotas. En la condensación en películael condensado moja la superficie y forma una película de líquido sobre la superficie, la cual resbala hacia abajo debido a la influencia de la gravedad. El espesor de la película aumenta en la dirección del flujo a medida que se condensa más vapor sobre ella. Ésta es la forma en la que por lo general ocurre la condensación en la práctica. En la condensación porgotasel vapor condensado forma gotitas sobre la superficie, en lugar de una película continua, y esa superficie se cubre de un número incontable de gotitas de diámetros variables (figura 4). 

figura 4.
Cuando un vapor se expone a una superficie a una temperatura por debajo de Tsat, se tiene condensación en la forma de una película líquida o gotitas separadas sobre esa superficie

En la condensación en película la superficie se cubre por una película de líquido de espesor creciente y esta “pared líquida” entre la superficie sólida y el vapor sirve como una resistencia a la transferencia de calor. El calor de vaporización hfg liberado a medida que el vapor se condensa, debe pasar a través de esta resistencia antes de que pueda llegar a la superficie sólida y ser transferido al medio que está al otro lado. Sin embargo, en la condensación por gotas éstas resbalan hacia abajo cuando llegan a tener cierto tamaño, despejando la superficie y exponiéndola al vapor.

 En este caso no se tiene película de líquido que oponga resistencia a la transferencia de calor. Como resultado, en la condensación por gotas se pueden lograr razones de transferencia que son más de 10 veces mayores que las asociadas con la condensación en película. Por lo tanto, la condensación por gotas es el modo preferido de condensación en las aplicaciones de transferencia de calor y durante mucho tiempo se ha tratado de lograr una condensación por gotas sostenida usando varios aditivos para el vapor y recubrimientos de la superficie. Sin embargo, estos intentos no han tenido mucho éxito, ya que la condensación por gotas lograda no fue de larga duración y se convirtió en condensación en película después de algún tiempo. Por lo tanto, es una práctica común ser conservador y suponer condensación en película en el diseño del equipo de transferencia de calor. Para una mejor transferencia de calor, es deseable utilizar superficies cortas, debido a la menor resistencia térmica.