Significado | Concepto | Definición:

Un flujo de dos fases es un proceso en el que un fluido cambia de una fase a otra, generalmente de gas a líquido o de líquido a gas. Este proceso se usa comúnmente como mecanismo de transferencia de calor . Se encuentra comúnmente en unidades de refrigeración, sistemas de aire acondicionado, bombas de calor u otros sistemas de clima controlado.

Mujer sosteniendo un libro

Una fase es un cambio en el estado físico de un material. Por ejemplo, el agua tiene tres estados físicos: sólido, líquido y gaseoso. A modo de ilustración, cuando un material se transforma de sólido a líquido o de gas a líquido, este cambio se denomina fase. Durante un cambio de fase, se transfiere energía. Esta energía ayuda a iniciar el cambio de fase o se libera durante la fase de cambio.

Para un flujo de dos fases, solo se consideran dos de estas fases, generalmente un líquido y un gas. Por ejemplo, un líquido refrigerante típico generalmente cambiará a gas de líquido cuando se comprime y de líquido a gas cuando se expande. El método principal de transferencia de energía durante este flujo de dos fases suele ser con energía térmica.

Este fluido de flujo de dos fases, o refrigerante, se elige específicamente en función de las condiciones de funcionamiento de un sistema dado. La clave para seleccionar un fluido de dos fases es considerar la compresibilidad del fluido como gas y la capacidad de absorción de calor como fluido. Además, este fluido debe tener la capacidad de cambiar de fase a presiones operativas específicas dentro de un sistema cerrado.

Una unidad de aire acondicionado típica, por ejemplo, contiene una bomba de compresor, una válvula de expansión y dos juegos de bobinas de transferencia de calor. Todos estos componentes trabajan juntos moviendo un fluido de cambio de fase a través del sistema. El flujo típico de dos fases para un sistema líquido / gas consta de un proceso de cuatro pasos.

Un gas refrigerante se comprime primero mediante una bomba, durante la cual el gas se transforma en fase líquida. Luego, el líquido fluye hacia el primer serpentín de transferencia de calor y libera su energía térmica. A continuación, el fluido presurizado se expulsa a través de la válvula de expansión hacia los serpentines de refrigeración de baja presión. Cuando el fluido sale de la válvula, vuelve a cambiar de fase, de líquido a gas, mediante la absorción de energía térmica.

Algunos sistemas de dos fases, cuando están equipados con válvulas e interruptores especiales, se pueden operar en reversa. Un sistema reversible familiar es una bomba de calor . En los meses más cálidos, el sistema enfría el interior de una vivienda y, en los meses más fríos, el sistema se invierte y proporciona calor.