Atenuación en los Conjuntos de Tubos Sujetos a Flujo Transversal en Dos Fases

Resumen

                 Se llevó a cabo un estudio experimental para investigar el mecanismo de amortiguación en los conjuntos de tubos sujetos a flujo transversal de dos fases, con un enfoque principal en la influencia de fracción de vacío y régimen de flujo. El conjunto de tubos modelo tenía una configuración paralela triangular, con un coeficiente de interacción de 1,49. El circuito de flujo de dos fases usado en esta investigación empleó el Refrigerante 11 como fluido de trabajo, ya que modela mejor el agua de vapor que las combinaciones de aire y agua en términos de la relación de masa vapor-líquido y permite los cambios de fase por fluctuaciones de presión. La fracción de vacío se midió con un densitómetro de rayos gamma, lo cual introdujo una mejora respecto al modelo de equilibrio homogéneo (HEM). Se implementaron tres metodologías de medición de atenuación diferentes que se compararon para obtener un cálculo de atenuación más confiable: el ancho de banda de media potencia que se usa tradicionalmente, la disminución logarítmica y un ajuste exponencial a la respuesta de deterioro de las tuberías. Los experimentos demostraron que el ancho de banda de media potencia genera valores más elevados de atenuación que los otros dos métodos, debido a los cambios de frecuencia de las tuberías desencadenados por las fluctuaciones en la masa añadida y al acoplamiento entre los tubos, que depende de la fracción de vacío y el régimen de flujo. El ajuste exponencial demostró ser un enfoque más coherente y confiable para la estimación de la atenuación. Se realizó un análisis dimensional para investigar la relación entre los parámetros del flujo de dos fases y la atenuación. Como resultado, la integración de la tensión superficial en la forma de número capilar parece útil al combinarla con el componente de dos fases del coeficiente de atenuación (atenuación interfacial). Se observó una fuerte dependencia de la atenuación en el régimen de flujo cuando se trazó la atenuación interfacial en contraste con la fracción de vacío, lo cual introdujo una mejora con respecto a los resultados obtenidos con anterioridad al normalizar la atenuación de dos fases, que no mostraba este comportamiento.