Tesis:
Análisis del proceso de descarga de fluidos sometidos a altas presiones y temperaturas
- Autor: VALERO SANCHEZ, Eusebio
- Título: Análisis del proceso de descarga de fluidos sometidos a altas presiones y temperaturas
- Fecha: 1999
- Materia: Sin materia definida
- Escuela: E.T.S. DE INGENIEROS AERONAUTICOS
- Departamentos: MATEMATICA APLICADA Y ESTADISTICA
- Acceso electrónico:
- Director/a 1º: PARRA FABIAN, Ignacio Esteban
- Resumen: En esta Tesis Doctoral se ha estudiado el proceso de descarga de fluidos sometidos a altas presiones y temperaturas. El fluido se encuentra confinado en un depósito o vasija herméticamente cerrado, y descarga a una presión exterior a través de un tubo o tobera. Este problema presenta una gran utilidad en problemas de pérdida de refrigerante dentro del campo de seguridad nuclear. Uno de los aspectos importantes que se presentan en un problema de este tipo, constituye la estimación del valor del flujo másico de salida. Debido a la existencia de un proceso de cambio de fase durante la despresurización, la teoría de fluidos monofásicos no es aplicable. El primer problema que surge consiste en definir el modelo matemático adecuado, dado que las ecuaciones que rigen el comportamiento de un fluido bifásico no están aún bien definidas. Se aplican diferentes modelos dependiendo de los regímenes fluidos que puedan aparecer, todos ellos función de la cantidad de vapor y líquido presentes en la mezcla. En la presente Tesis se han elegido dos de ellos: el modelo homogéneo, el cual considera una mezcla uniforme y en equilibrio de líquido y vapor, y el modelo EVUT (igual velocidad pero distinta temperatura entre las fases), que intenta conservar la simplicidad del modelo homogéneo al tiempo que incorpora los fenómenos de no-equilibrio que aparecen durante el proceso de cambio de fase. El primero de ellos es útil debido a su simplicidad y a que los resultados que se obtienen de él son cualitativa y en muchas ocasiones cuantitativamente muy buenos. Por otra parte el modelo EVUT utiliza teoría de nucleación para resolver los problemas de no-equilibrio, lo que permitirá explicar muchos de los fenómenos inherentes al cambio de fase, así como modificar las teorías de flujo crítico sin el coste excesivo de cálculo de otros modelos más complejos (modelo de flujos separados). Ambos modelos son aplicados al desarrollo de un problema de descarga de un fluido a través de un tubo o tobera, obteniendo como principal resultado el valor del flujo másico de salida, así como, en el modelo EVUT, la estimación de la metaestabilidad alcanzable por el líquido. Por último, con objeto de comprobar el rango de validez de los modelos, se realiza una comparación con experimentos. Se elige para ello los Test de Marviken, realizados en el contexto de seguridad nuclear y que constituyen una referencia básica para trabajos en temas de flujos críticos en dos fases