Incondensables



Resumen.- En el presente extracto se realizará una revisión de los principales efectos físicos causados por la presencia de aire arrastrado o disuelto en el vapor, considerando su papel en los procesos de térmicos tales como evaporación o calentamiento. Dichos efectos se deben identificar en el marco de las leyes de la presión parcial de Dalton, relacionadas con las propiedadestermodinámicas de los gases a temperaturas de saturación. Además se hace un repaso sobre el tema de solubilidades de los componentes del aire en el agua y los problemas que estos generan, para concluir con los sistemas de extracción directa de gases incondensables de los equipos de calefacción

Abstract.- In this extract we will make a review of the main physical effects caused by the presence of entrained ordissolved air in the steam, considering its role in processes such as thermal evaporation or warming. These effects should be identified under the laws of the partial pressure of Dalton, related to the thermodynamic properties of the gas to saturation temperature. Besides an overview on the subject of solubilities of the components of air in the water and the problems they generate is to concludedirect extraction systems of non-condensable gases from heating equipment

Palabras Clave.- aislamiento, conducción, convección, desaireación, gas, incondensable, purga, solubilidad,



I. INTRODUCCIÓN

En un sistema de intercambio de calor, al mezclarse el aire con el vapor y fluir de manera conjunta se producen una serie de efectos termodinámicos motivados por la formación deburbujas gaseosas en los lugares específicos en donde condensa el vapor. Así, poco a poco se empieza a formar una capa delgada que dificultará los procesos de intercambio calórico conductivos-convectivos, debido al bajo coeficiente de trasmisión de calor del aire. Esta característica es bien conocida, y usada a menudo por procedimientos industriales para efectos de aislamiento térmico, como en ventanasde doble vidrio, o las mismas esponjas de fibra de vidrio utilizadas en tuberías de vapor, en donde el real efecto aislante no esta generado por este material, sino mas bien sirve unicamente para formar la estructura de soporte del real aislamiento que no es mas que el aire. Y como se puede suponer, estos efectos se convierten en indeseados cuando este gas esta inmerso en el vapor de calefacción.En lo referente al tema de conductividad térmica, el valor de esta constante para el aire es de 0.025 watt/mºK, a diferencia del vapor de agua que es de 0.6 watt/mºK, siendo que los metales como el hierro (75 watt/mºK) o el cobre (400 watt/mºK) tienen unos valores muy superiores. Tan es así que una capa de 1 mm de aire ejerce una resistencia conductiva a la transferencia de calor equivalente ala de una placa de cobre que tiene un espesor de 30 cm.

En cuanto a la ubicación de este aire inmerso en el vapor, lo mas probable es que este se distribuya cerca de la interfase de contacto con el condensado, disminuyéndose su concentración a medida de que se aleja del liquido, por lo que al estudiar el fenómeno de transporte de calor se debe considerar a los incondensables como una capa.II. INFLUENCIA DEL AIRE POR EFECTO DE SU PRESION PARCIAL

Al agregarse aire al vapor, la entalpía de la mezcla resultante es inferior a la del vapor puro (en las mismas condiciones de presión y temperatura, por supuesto). De acuerdo a la conocida ley de las presiones parciales de Dalton, la suma de las presiones parciales de los componentes de una mezcla gaseosa es igual a la presióntotal de dicha mezcla. Y este principio explica de manera determinante los dos efectos que tiene la presencia de aire en el vapor

a) Se convierte en aislante, dificultando la transferencia de calor y
b) Baja la temperatura de la mezcla gaseosa encargada de la calefacción, reduciendo la gradiente de temperatura en la fórmula q=UAΔT

Para demostrar esta segunda afirmación vamos a suponer una...