Análisis de la transferencia de calor entre un lecho fluidizado y superficies sumergidas

Abstract

Durante los últimos años se han realizado numerosos esfuerzos en la investigación de los fenómenos involucrados en la transferencia de calor entre un lecho fluidizado y una superficie sumergida. Sin embargo, tanto desde el punto de vista experimental como en la formulación de expresiones predictivas, los resultados no pueden considerarse convergentes, hallándose una gran dispersión de información en la bibliografía específica. Como se desarrollará en detalle en los sucesivos capítulos de esta tesis, se reconoce normalmente la presencia de tres contribuciones a la transferencia de calor mencionada: una primera generada en las partículas sólidas que en su movimiento contactan la superficie de intercambio y luego se alejan; una segunda contribución se refiere a la transferencia de calor desde (o hacia) el gas fluidizante. Finalmente, la tercera involucra la transferencia de energía radiante. Estas tres contribuciones no serán, frente a diferentes condiciones operativas (temperaturas, tamaños de sólidos, velocidades de gas, etc.) igualmente importantes, y en general la contribución del sólido es la de mayor peso. La finalidad principal de esta tesis es el planteo de un modelo matemático que permita predecir la magnitud de la velocidad de transferencia de calor involucrando simultáneamente las tres contribuciones mencionadas. Adicionalmente se realizarán diferentes tratamientos y consideraciones con el fin de proponer vías de evaluación de los parámetros térmicos efectivos que involucra el modelo propuesto. El trabajo se realizará específicamente para lechos fluidizados en régimen de burbujeo. Se pondrá especial énfasis en el análisis y cuantificación de las dos contribuciones a la transferencia de calor que han sido insuficientemente analizadas: contribución del gas y del transporte de energía radiante. En cuanto a la contribución del sólido, se discutirá y discriminará la información existente en la bibliografía para la evaluación de los parámetros conductivos que involucra.