PRESION DE VAPOR

PRESION DE VAPOR
La presión de vapor es la presión de un sistema cuando el sólido o liquido se hallan en equilibrio con su vapor.Los vapores y los gases, tienden a ocupar el mayor volumen posible y ejercen así sobre las paredes de los recintos que los contienen, una presión también llamada, fuerza elástica o tensión. Para determinar un valor sobre esta presión  se divide la fuerza total por lasuperficie en contacto.
¿Con que propiedad se relaciona?
La regla de fases establece que la presión del vapor de un líquido puro es función única de la temperatura de saturación. Vemos pues que la presión de vapor en la mayoría de los casos se  puede expresar como
Pvp = f (t)
La cual podría estar relacionada con cualquier otra propiedad intensiva de un líquido saturado ( o vapor), pero es muchomejor relacionarla directamente con la temperatura de saturación.
¿Cómo se relaciona?
La presión de vapor de un liquido se relaciona con la temperatura por medio de la ecuación de Claussius Clapeyron, sin embargo existen muchas ecuaciones que estudian esta propiedad de los fluidos, pero de todas maneras estas ecuaciones pueden referirse a la ecuación de Clapeyron:
Ln P2/P1 =(DH/R) vaporización   (1/T1-1/T2)
Esta ecuación mediante pasos matemáticos, puede convertirse en:
Ln Pvp = A+B/T
La gráfica  del logaritmo de la presión del vapor y el reciproco de la temperatura absoluta es una recta. La ecuación anterior no es una mala aproximación pero en general esta curva realmente tiene unas curvaturas pequeñas que muestran así que esta aproximación tampoco es la mejor. Estas curvas las observamosexagerando un poco el dibujo, de la siguiente manera:

debemos tener en cuenta que esta ecuación no es aplicable a temperaturas inferiores al punto de ebullición normal.
¿Cómo se estima la presión del vapor?
En intervalos de baja presión: 10 a 1500 mmHg se estima por varios métodos unos de los cuales son:
El método de estimación de Frost-Kalkwarf-Thodors, es el mejor para compuestos orgánicos, elcual se hace  por medio de Cálculos de tipo iterativo, y arroja un máximo porcentaje de error medio de 5.1%
El método de Riedel-Plank-Miller es el mejor para compuestos inorgánicos y además es fácil de usar, este arroja un máximo porcentaje de error medio de 5.2%
En intervalos de alta presión: 1500 mmHg hasta la presión critica también existen varios métodos de los cuales mencionare algunos:
Elmétodo de estimación reducida de Kirchhoff, el cual no es muy exacto pero es muy fácil de usar, este arroja un máximo porcentaje de error medio de 3.2%
El método de estimación de Frost-Kalkwarf-Thodors, para intervalos de alta presión  también requiere de cálculos iterativos, sin embargo es muy bueno y  arroja un máximo porcentaje de error medio de 1.5%
Estos métodos anteriores son métodostrabajados con ecuaciones reducidas  para los cuales era necesario conocer tc, pc, tb.. pero existen muchísimos método diferentes tanto con  ecuaciones reducidas como con ecuaciones semirreducidas y sin reducir.
¿Cuál es algún tipo de uso de la presión de vapor?
Para mirar un ejemplo de presión de vapor aplicada a tuberías es bueno analizar un poco las plantas productoras de petroquímicos y refinerías, yaque estas requieren de muchos servicios como: vapor de agua (enfriamiento, servicio, proceso), aire de instrumentos, energía eléctrica; para ello estas plantas necesitan grandes sistemas de transformación de energía, y redes de distribución de varios kilómetros, en las cuales se incurre en perdidas de energía. Para lo que es necesario usar expresiones matemáticas para calcular dichas perdidas yllevar a cabo estudios sobre la recuperación de la inversión  y la rentabilidad de acciones de ahorro de energía.
Se debe realizar un pequeño análisis de los sistemas de generación y distribución de vapor, principalmente de aquellos que por ser de gran tamaño son muy dinámicos cambiando sus condiciones de operación; flujo, temperatura y presión varias veces al día. Los cambios pueden ser...