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CIRCUITOS DE VAPOR

El agua, al igual que otras sustancias, puede estar en estado sólido, líquido y/o
vapor. El agua sólida la denominamos hielo, y no tiene interés como aplicación en la
transmisión del calor, por lo tanto trataremos sólo el agua, el vapor de agua y los cambios de estado.

Cuando suministramos energía en forma de calor a una masa de agua,
aumenta su temperatura hasta unvalor a partir del cual ya no puede admitir más calor como líquido. Este valor se denomina "Punto de saturación”. Si suministramos más calor el agua entra en ebullición, y por tanto pasa del estado líquido al estado de vapor. Para vaporizar una determinada cantidad de agua se necesita una gran cantidad de energía, manteniendo la misma temperatura, dado que la energía lo utiliza para cambiar deestado.

Cuando una masa de vapor de agua se enfría condensa, cambia nuevamente
de estado, y libera la energía que ha absorbido para vaporizarse y también lo hará a la misma temperatura. Por tanto utilizamos la energía ganada y liberada en el cambio de estado a una temperatura determinada.

El vapor de agua, ya sea su producción como su distribución, es un
elemento imprescindible en la IndustriaQuímica, normalmente las instalaciones de producción del vapor de agua se conocen como "Servicios auxiliares " o simplemente "Energías".

El vapor de agua se utiliza normalmente para los siguientes usos:

a) Para calentamiento de equipos e instalaciones.

 Esta es la principal aplicación del vapor de agua, dado que es capaz
de absorber grandes cantidades de energía, y por tanto concaudales moderados puede
transmitir grandes cantidades de calor. Permite regular la distribución del calor mediante control del caudal de vapor, dado que se comporta como un fluido. Podemos suministrar energía a una determinada temperatura. El vapor de agua no es combustible y nos permite calentar equipos con condiciones de seguridad. Las principales aplicaciones son destilación, evaporación,calentamiento de
Tanques, "trazado" de líneas, fluidificación de líquidos viscosos etc.


b) Como producción de energía mecánica

En este caso utilizamos la energía del vapor en forma de presión, que a
expansionarse produce un trabajo, esta energía termodinámica se transforma en energía mecánica para mover compresores o turbinas.

También se aprovecha la energía que se desprende como calor dereacción, en la
refrigeración de reactores, esta energía en un cambiador de calor genera vapor de agua que se utiliza para los fines anteriormente mencionados.

Cabe mencionar que cada vez se utiliza menos el vapor de agua para la
producción de energía mecánica, salvo las centrales termoeléctricas, cogeneración de energía, ciclo combinado o recuperación de vapores residuales.

c) Como elemento deseguridad

En este caso se utiliza como fluido para purgar y inertizar líneas y recipientes, así como vehículo de transporte de gases en las antorchas. El vapor de agua es más económico que el nitrógeno.

Producción del vapor de agua:

Como ejemplo consideremos 1Kg de agua líquida a 0ºC en un recipiente completamente aislado térmicamente. En estas condiciones le asignaremos una cantidad deenergía 0. Utilizando este valor como punto de partida cuando suministramos calor, este calor se absorberá y hará subir la temperatura desde 0 ºC hasta 100 ºC, el agua se mantendrá en estado líquido. En este momento el calor suministrado se absorberá para cambiar de estado, o sea, se vaporizará totalmente y tendremos 1Kg de vapor de agua a 100 ºC con una determinada energía.

1.2. PRINCIPIOS YCONCEPTOS

Definición de algunos conceptos relacionados con la energía térmica:

Calor y temperatura: El calor es una forma de energía , que se expresa en unidades de trabajo físicas, ya sea en ​​julios (J) kilojulios (kJ) o en forma de Calorías (Cal), Kilocalorías (Kcal) BTU (unidades inglesas).

Normalmente la tendencia actual es la de utilizar como unidades de calor los
Joules y...