¿Qué es el efecto Leidenfrost? Punto Leidenfrost: definición

El efecto de Leidenfrost (el agua se desliza por la sartén) se produce si la temperatura del material es igual o superior al punto de Leidenfrost. Por encima del punto de Leidenfrost

Efecto Leidenfrost

El efecto Leidenfrost es un fenómeno físico en el que un líquido, en contacto cercano con una masa significativamente más caliente (por ejemplo, una gota de agua en una sartén caliente) que el punto de ebullición del líquido, produce una capa de vapor aislante que evita que el líquido hierva rápidamente. El hecho de que una gota de agua dure mucho cuando se deposita sobre un metal que es mucho más caliente que la temperatura de ebullición del agua fue informado por primera vez por Hermann Boerhaave en 1732. No se investigó exhaustivamente hasta 1756, cuando un médico alemán Johann Gottlob Leidenfrost publicó ” A Tratado sobre algunas cualidades del agua común ”.

Este efecto se puede demostrar comúnmente durante la cocción cuando se rocían gotas de agua en una sartén para medir su temperatura: si la temperatura de la sartén es igual o superior al punto de Leidenfrost , el agua se desliza por la sartén y tarda más en evaporarse que en una sartén debajo de la temperatura del punto de Leidenfrost (pero aún por encima de la temperatura de ebullición). El punto de Leidenfrost, que corresponde al flujo de calor mínimo, es de interés práctico ya que representa el límite inferior para el flujo de calor en el régimen de ebullición de la película. Si el flujo de calor cae por debajo de este mínimo, la película colapsará, causando que la superficie se enfríe y se restablezca la ebullición de los nucleos. El efecto Leidenfrost también es responsable de la capacidad del nitrógeno líquido para deslizarse por los pisos.

Efecto Leidenfrost - Gota de agua

Flujo de calor mínimo: punto de Leidenfrost

Punto de LeidenfrostEl punto de Leidenfrost , que corresponde al flujo de calor mínimo , es de interés práctico ya que representa el límite inferior para el flujo de calor en el régimen de ebullición de la película. Si el flujo de calor cae por debajo de este mínimo, la película colapsará, causando que la superficie se enfríe y se restablezca la ebullición de los nucleos. Por lo tanto, en este punto, se produce el retorno a la ebullición nucleada (RNB). Los términos enfriamiento, flujo de calor mínimo, retorno a la ebullición nucleada, salida de la ebullición de la película, colapso de la ebullición de la película y punto de Leidenfrost se han usado indistintamente para referirse a varias formas de rehumectación, pero no son exactamente sinónimos.

Utilizando la teoría de la estabilidad, Zuber obtuvo la siguiente expresión para el flujo de calor mínimo (y el punto de Leidenfrost correspondiente ) para una placa horizontal grande:

punto de Leidenfrost - ecuación

dónde

  • min – flujo de calor mínimo [W / m 2 ]
  • fg  – entalpía de vaporización, J / kg
  • g – aceleración gravitacional m / s 2
  • ρ l – densidad del líquido kg / m 3
  • ρ v – densidad de vapor kg / m 3
  • σ – interfaz de tensión superficial-líquido-vapor N / m

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