B CAPITULO I






CAPÍTULO I

PRINCIPIOS ELEMENTALES



1.1. TEORÍA BÁSICA DEL FUNCIONAMIENTO DEL VAPOR.

Antes de iniciar el estudio de los generadores de vapor o calderas como generalmente se les llama, es necesario que el estudiante tenga el conocimiento elemental del proceso físico de la generación de vapor.

Si una cantidad de agua es colocada en un recipiente abierto y éste es llevado más tarde alcontacto con una llama u otra fuente de calor, este será transmitido a través de las paredes del recipiente al agua. La temperatura del agua se elevará, con un consiguiente aumento de su volumen hasta alcanzar la temperatura de 212 o F a la cual el agua hervirá. La temperatura del agua y del vapor en contacto directo con la misma permanecerá
constante a 212o
F (100°C) mientrasquede agua en el recipiente y el mismo
permanezca abierto a la atmósfera. Si el recipiente está cerrado, o sea, que el vapor no pueda escapar a la atmósfera, la temperatura y presión dentro del recipiente, se elevarán a medida que se forme el vapor y mientras se aplique el calor, la presión y temperatura continuarán elevándose hasta que la temperatura del agua y del vapor alcancenaproximadamente la temperatura de la fuente de calor. Ahora bien, si practicamos una pequeña abertura en el recipiente, de modo que el vapor pueda escapar a un régimen uniforme y si el régimen de suministro de calor permanece constante, la presión dentro del recipiente y la temperatura del agua y del vapor permanecerán constantes, su magnitud dependerá del régimen a que se permitaescapar el vapor. Aumentando el régimen de suministro de calor o disminuyendo el régimen del vapor que escapa, la presión se elevará y con ella la temperatura del vapor y del agua. Sin embargo, mientras exista agua en el recipiente y mientras la presión permanezca constante, las temperaturas del agua y del vapor permanecerán constantes e iguales. En estas condiciones, el vapor tendrá en suspensióncierta cantidad de humedad y es designado como vapor húmedo. La proporción en peso de vapor seco en tal mezcla, se llama calidad de la mezcla y se expresa en términos de porcentajes. Así, si una cantidad de vapor húmedo contiene 90% de vapor seco y un 10% de humedad, se dice que dicho vapor tiene una calidad de 90%. Si la vaporización (conversión de agua en vapor) continúa hasta que toda el aguaen el recipiente se haya convertido en vapor y si cerramos rápidamente el recipiente y no se permite la entrada o salida de calor, el recipiente estará lleno de vapor únicamente, no existiendo agua en suspensión. En esta condición se dice que el vapor es saturado.


Debe recordarse constantemente que hay una definida relación entre la presión y la temperatura con respecto al vapor.Cuando el vapor esta en contacto con el agua de la cual proviene, si la presión permanece constante, la temperatura del vapor y del agua son constantes e iguales, prescindiendo de la calidad del vapor. Este fenómeno de la relación entre la presión y la temperatura es cierta para todos los vapores que se encuentran en contacto con los líquidos de donde provienen. La temperatura de unvapor saturado correspondiente a una presión dada se llama temperatura de saturación del vapor a esa presión. Por ejemplo, la temperatura de saturación del vapor a la presión atmosférica normal (14.7 lbs./pulg.2 ) es de 212° F y la temperatura de saturación del vapor a la presión de
400 lbs./pulg.2 absoluta es de 445° F; inversamente, la misma relación se mantiene, la
presión del vapor saturadocorrespondiente a una temperatura dada se llama presión de saturación a esa temperatura; por ejemplo, la presión absoluta de saturación del
vapor a 489 °F
es 615 lbs./pulg.2 .

La temperatura de saturación se eleva al aumentarse la presión. La tabla que se acompaña muestra el efecto de la presión sobre el volumen y la temperatura de saturación del vapor saturado.

Es importante que el...