Generadores Y Maquinas De Vapor ( Walter Miente)

UNIDAD III.- VAPOR DE AGUA Y SU CALORIMETRÍA. (TIEMPO ESTIMADO 8 HRS.)

PROPÓSITO

Que el alumno conozca y comprenda los conceptos y características de la ccalorimetría del agua, funcionamiento de partes principales de una caldera, tipos y funcionamiento de las calderas acuotubulares, tipos y funcionamiento de las calderas pirotubulares, aplicación del vapor

1. Fenómenos de lavaporización del agua.
2. Tipos de vapor y sus características.
3. Etapas de la producción del vapor.
4. Tablas de las características térmicas del vapor saturado seco y vapor recalentado.
5. Ejercicios de aplicación.

1.- FENÓMENOS DE LA VAPORIZACIÓN DEL AGUA

Conforme el agua va recibiendo calor la temperatura del fluido aumenta y por consecuencia su densidad disminuye. La rapidezde la vaporización depende de la velocidad con la que se transmita el calor al agua y del movimiento del recipiente en donde está confinado.
La temperatura a la cual se realiza la ebullición depende de la pureza del agua y de la presión absoluta ejercida sobre ella. Para el agua pura la temperatura de ebullición tiene un valor determinado para cada presión y es menor a bajas presiones que aaltas presiones.




2.- ETAPAS DE LA PRODUCCIÓN DEL VAPOR.


La generación de vapor de agua es un proceso de flujo constante. En la producción de vapor saturado la absorción de la energía calorífica por cada kilogramo de agua tiene lugar en dos etapas: 1) Adición de la Entalpía del líquido (hf) o entalpía del fluido, y 2) Adición de la entalpía de vaporización (hfg).


Laentalpía del fluido, es el número de kilocalorías necesario para elevar 1 kilogramo de agua desde 0 ºC a su temperatura de ebullición a una presión absoluta determinada. Esta cantidad es igual al producto del calor específico medio del agua por la temperatura de ebullición. La entalpía del fluido se expresa en kilocalorías por kilogramo.


La entalpía de vaporización es la energía calorífica, enKcal, necesaria para convertir un kg de agua líquida en vapor seco a la misma temperatura y presión. A medida que crece la presión absoluta del vapor de agua su entalpía de vaporización decrece, haciéndose cero para la presión crítica absoluta de 223.43 Kg/Cm2 correspondiente a la temperatura de saturación de 374 ºC. La entalpía de vaporización es la suma de la energía interna y el trabajorealizado al efectuar la vaporización de volumen de un kg de agua a un kg de vapor seco a la presión absoluta reinante. El trabajo realizado al efectuar la vaporización esta dado por:


P (vg - vf)/J = 10,000 p (vg - vf)/ 427


Donde:


J = 427 Kg – Mt/Kcal
P = Presión absoluta del vapor Kg/Mt2
vg = Volúmen esecífico del vapor formado en Mt3 / Kg
vf = volúmenespecífico del agua a la temperatura de ebullición en Mt3 / Kg






La energía interna de vaporización (Ufg) está dada por:


Ufg = hfg - P (vg - vf)/J


3.- TIPOS DE VAPOR Y SUS CARACTERÍSTICAS.


VAPOR DE AGUA SATURADO.- el vapor producido a la temperatura de ebullición correspondiente a su presión absoluta se denomina SATURADO, el vapor saturado puede estarexento completamente de partículas de agua sin vaporizar o puede llevarlas en suspensión, por esta razón el vapor puede ser seco, húmedo o recalentado.




Vapor saturado seco:


La entalpía total del vapor saturado seco (hg) de un kg de vapor saturado seco, sobre 0 ºC, es la suma de la entalpía del líquido y de la entalpía de vaporización:


hg = hf + hfg


Elvolúmen específico total del vapor saturado seco (vg) de un kg de vapor saturado seco, sobre 0 ºC, es la suma del volúmen específico del líquido y del volúmen específico de vaporización:
vg = vf + vfg


La densidad específica total del vapor saturado seco (dg) de un kg de vapor saturado seco, sobre 0 ºC, esta dada por:
dg = 1 / vg


Vapor saturado húmedo:...