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CÓMO SE GENERA EL VAPOR DENTRO DE UNA CALDERA

Dirección de Extensión Departamento de Educación Continua
Gonzalo Rodríguez Guerrrero Bogotá, telefono 2148243

1

DIAGRAMA TERMODINÁMICO DEL VAPOR
Presión Atmosférica. PC = 374°C, 221 bar

Temperatura
Presión Atmosférica.

w

Vapor Agua

.... . . .. .............

w

. .. . .... ... .... . Vapor . . .. . . ...... ........ . .sobrecalentado .. . .. .. . . .... . . . .. . . w .. .. .... ...... .... . .. . . . . .. . . . . . . . . . . .. . . .... ....... .. . . . . .. . . .. .. . . . . . ..... . . .. . ... . . . . . . .. .. . . . .. . .. Solo vapor .. . . .... . . ... . . . .. . . . . ... . . . . . . . . .. .. . . . .. . .. .

Presión Atmosférica.

Presión Atmosférica.

PConstante

w

419.2 kJ/kg 180.2 Btu/lbAgua 100.08 kcal/kg

Curva de vapor 2,675.6 kJ/kg 1,150.8 Btu/lb 639.10 kcal/kg Vapor Líquido • Pendiente de la curva, inSaturado (Vg) Saturado (Vf) dica incremento de calor específico del líquido por 2,256.39 kJ/kg el aumento de presión. Líquido (970.4 Btu/lb) 538.96 kcal/kg • La longitud de las líneas Calor (v) horizontales es proporcional Sobre al calor necesario para evacalentamiento porar elfluido a presión constante

calentamiento

evaporación (Ebullición)

FORMACIÓN DEL VAPOR
Calor sensible del agua: 419.2 kJ/kg (1 bar)
Presión Atmosférica.

Existen tres etapas diferentes durante el proceso de conversión del agua a vapor. • El agua debe de estar hirviendo para que se forme vapor, • El vapor sin humedad queda completamente seco. • El calentamiento del vapor seco se llamasobrecalentado.

100° C (212° F)

.. . ............ . Agua
Presión Atmosférica.

419.2 kJ/kg 180.2 Btu/lb 100.08 kcal/kg

El agua, a condiciones atmosféricas, se encuentra líquida y cuando se calienta externamente, la temperatura aumenta y aparecen pequeñas burbujas que se rompen y forman continuamente. A esto se llama “ebullición”. Se aplica calor a la mezcla agua-vapor para evaporar elagua de ebullición a la presión bajo la cual se da el calor. El punto de ebullición se conoce como temperatura de saturación. Este calor desde 32°F a temperatura de saturación, es la entalpía del agua o calor sensible.

100° Vapor C (212° F)

.... . . .. .............

w

Agua

2,256.39 kJ/kg (970.4 Btu/lb) 538.96 kcal/kg

Mas calor al agua hirviendo a presión constante; el aguaAtmosférica. se convierte en vapor sin aumentar temperatura. En esta w fase de evaporación o calor latente, el vapor y el agua es. .. . . .. .. . . . .. .. 2,675.59 kJ/kg tán en contacto. El vapor se encuentra saturado. Puede 100° C . . . Vapor .. . .. .. . . . . (212° F) .. . . . . .. . 1,150.6 Btu/lb estar “seco” o “húmedo” según condiciones de generación. saturado . ... . . . . . . . . . . . .. . .639.04 kcal/kg El saturado “seco” es libre de agua y en el “húmedo”, la tiene . . .. . . . . . . suspendida. La energía total del
vapor a 1 bar es la suma, es decir, 2, 675.6 kJ/kg.

La entalpía de evaporación (calor latente) es 2,256.39 kJ/kg (1 bar) Presión

.

FASE DE GENERACIÓN DEL VAPOR
Calentamiento de vapor 100°C TEMPERATURA Vaporizacion de agua
Cambio de fase

P=1.032 kg/cm2Punto de Ebullición Q = 79.7 + 100.1 + 539.1 = 718.9 cal/gr Q = 3,012.6 kJ/kg

CALENTAMIENTO DEL AGUA (0 A 100°C): • 100.1 cal/gr • 418.6 kJ/kg

Fundición del hielo

CALOR DE VAPORIZACIÓN: • 539 cal/gr • 2,260 kJ/kg

0°C

Cambio de Fase

Calentamiento del hielo CALOR DE FUSIÓN: • 79.7 cal/gr • 334 kJ/kg

Energía adicionada a rata constante

CARACTERÍSTICA DEL VAPOR

Temperaturasx = sf + x.sfg vx = vf + x vfg

Mezcla húmeda de calidad x

sx 419.2 kJ/kg Líquido 180.2 Btu/lb saturado 100.08 kcal/kg sf

.
x sfg

.
. (1-x).s
x sfg sg 2,256.39 kJ/kg (970.4 Btu/lb) 538.96 kcal/kg
fg

Temperatura constante Vapor saturado 2,675.6 kJ/kg 1,150.8 Btu/lb 639.10 kcal/kg S (v)

Calidad x =

Masa de vapor Masa de la mezcla

Una mezcla de calidad 80 %, tiene una...
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