Las m quinas de vapor

Las máquinas de vapor
Fase 1
¿La participación de la presión y la temperatura para producir vapor de agua?
La presión de vapor es la presión de la fase gaseosa o vapor de un sólido o un líquido sobre la fase líquida, para una temperatura determinada, en la que la fase líquida y el vapor se encuentra en equilibrio dinámico; su valor es independiente de las cantidades de líquido y vaporpresentes mientras existan ambas. Este fenómeno también lo presentan los sólidos; cuando un sólido pasa al estado gaseoso sin pasar por el estado líquido también hablamos de presión de vapor. En la situación de equilibrio, las fases reciben la denominación de líquido saturado y vapor saturado. Esta propiedad posee una relación inversamente proporcional con las fuerzas de atracción intermoleculares, debidoa que cuanto mayor sea el módulo de las mismas, mayor deberá ser la cantidad de energía entregada para vencerlas y producir el cambio de estado.


¿Los diferentes tipos de máquinas de vapor de agua?
Máquinas de vapor.
Las máquinas de vapor son ingenios mecánicos que entregan energía mecánica en un eje en movimiento de rotación a expensas de la energía contenida en vapor de agua a alta presión ytemperatura.
Las máquinas de vapor pueden clasificarse en:

1 Máquinas de émbolo.

2 Turbinas.
Máquinas de émbolo
Las primeras máquinas de vapor se desarrollaron utilizando un émbolo o pistón acoplado a un mecanismo del tipo pistón-biela cigüeñal al que se le aplicaba el vapor a alta presión y temperatura sincronizado con un juego de válvulas para lograr el movimiento.

Esquema máquina deembolo
Figura 1
(figura 1) representa una máquina elemental de vapor a émbolo, de doble efecto.

Los vapores a alta presión y temperatura procedentes de un generador de vapor tal como una caldera, se introducen a una cámara donde hay una válvula de control. Esta válvula de control es accionada de manera sincronizada por un mecanismo acoplado al cigüeñal de la máquina. El movimiento dedesplazamiento de la válvula de control, hace que la cámara de entrada, donde está el vapor de suministro, se comunique de forma alternada, a la parte superior o inferior del émbolo empujándolo en ambas direcciones para hacer rotar el cigüeñal. Al mismo tiempo esta válvula de control establece la comunicación del lado opuesto del émbolo, al conducto de salida para dejar escapar los vapores fríos y a bajapresión inútiles ya, para entregar energía.

Esta máquina elemental es muy ineficiente porque los vapores que se vierten al exterior están aun calientes y a suficiente presión como para realizar mas trabajo útil. Para resolver este asunto se utilizan las máquinas de varias etapas, donde el vapor de desecho de una etapa se introduce en otra con un émbolo mas grande para aprovechar mas aun la energíaque contiene, el esquema que sigue (figura 2) representa una máquina de vapor de émbolo de tres etapas.

Obsérvese que el vapor de una etapa se introduce en la que sigue para accionar un pistón cada vez mas grande, de esta forma la energía del vapor final de salida, se ha aprovechado al máximo.

Este incremento del tamaño del émbolo es necesario para que cada etapa de la máquina de vapor, puedaentregar aproximadamente la misma fuerza de accionamiento, teniendo en cuenta que cada vez el vapor tiene menos presión, y la fuerza de empuje es el producto de la presión, por el área del pistón.

Observe también el funcionamiento de la válvula de control en la comunicación del vapor a las partes de trabajo de la máquina.







Turbinas
Las viejas máquinas de vapor han ido dando paso a las turbinaspor su durabilidad, seguridad, relativa simplicidad y mayor eficiencia.

En la turbina, un chorro de vapor de agua a elevada presión y temperatura, se hace incidir de manera adecuada sobre una hélice con álabes de sección apropiada. Durante el paso del vapor entre los álabes de la hélice, este se expande y enfría entregando la energía y empujando los álabes para hacer girar la hélice colocada...