awtaetfundamentos del vapor

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Principios Básicos del Vapor

2““Expect many Expect many enjoyable experiencesenjoyable experiences!”!”David M. ArmstrongDavid M. Armstrong

““Expect many Expect many enjoyable experiencesenjoyable experiences!”!”David M. ArmstrongDavid M. Armstrong

Principios Básicos del VaporPrincipios Básicos del VaporPrincipios Básicos del VaporPrincipios Básicos del Vapor

• Qué es?

• Porqué lo usamos?

• Comó se crea?

• Tablas de las Propiedades Termodinámicas del Vapor



Esto no es Vapor!Esto no es Vapor!Esto no es Vapor!Esto no es Vapor!

• Vapor es el estado gaseoso del agua, es invisible a cualquier presión, no tiene sabor ni olor.



Para qué es usado el Vapor?Para qué es usado el Vapor?Para qué es usado el Vapor?Para qué es usado el Vapor?

El Vapor es usado para transferir grandes cantidades de Energía

Calórifica, de una manera práctica y económica.



Por qué Vapor?Por qué Vapor?Por qué Vapor?Por qué Vapor?• Como dijimos anteriormente, Vapor es un medio

eficiente para transferir energía calorífica, ya que tiene un alto contenido de ello.

• Vapor es fácil de distribuir y controlar.

• Proviene del agua, la cual es todavía relativamente abundante en el planeta.

• Tenemos amplio conocimiento del Vapor.

• Hemos desarrollado los equipos y experiencia necesarios en el diseño e instalación de sistemas de vapor para muchas aplicaciones.



Cómo se Crea el VaporCómo se Crea el VaporCómo se Crea el VaporCómo se Crea el Vapor

• Vapor se crea añadiendo Energía en forma de Calor, al Agua.

• Calor se expresa en unidades de KJ ó BTU.

• 4.19 KJ es la cantidad de Energía necesaria para elevar 1°C la temperatura de 1 Kg de Agua.



Cómo se Crea el Vapor ?Cómo se Crea el Vapor ?Cómo se Crea el Vapor ?Cómo se Crea el Vapor ?

La Energía en forma de Calor requerida para crear vapor tiene dos formas:

Calor Sensible [hf]

Calor Latente [hfg]



Calor Sensible o Entalpía de Calor Sensible o Entalpía de LíquidoLíquido

Calor Sensible o Entalpía de Calor Sensible o Entalpía de LíquidoLíquido

• Calor Sensible [hf] es la cantidad de Energía requerida para elevar la temperatura del agua de 0°C a su temperatura actual.

• Calor Sensible [hf] eleva la temperatura del agua y puede medirse con un termómetro.



Añadiendo Calor SensibleAñadiendo Calor SensibleAñadiendo Calor SensibleAñadiendo Calor Sensible

Presión Atmosférica

419

0

100

200

300

400

500KJoules

1 Kg. de Agua a 0C + 419 KJ de Calor Sensible= 1 Kg. de Agua Saturada a 100°C



Calor Latente o Entalpía de Calor Latente o Entalpía de EvaporaciónEvaporación

Calor Latente o Entalpía de Calor Latente o Entalpía de EvaporaciónEvaporación

• Calor Latente es la cantidad de Energía requerida para lograr el cambio de estado físico de una sustancia sin que exista variación de temperatura.

• Al añadir Calor Latente no se incrementa la temperatura – líquido saturado y vapor tienen la misma temperatura a un presión dada.



Añadiendo Calor LatenteAñadiendo Calor LatenteAñadiendo Calor LatenteAñadiendo Calor Latente


1 Kg. de Agua Saturada a 100°C + 2,257 KJ de

CALOR LATENTE

= 1Kg. de Vapor Saturado Secoa 100°C con un CALOR TOTAL de 2,676 KJ.

KJ

0

500

1,000

1,500

2,000

2,500

3,000 2,676

2,257

419



Qué efecto tiene la presión sobre Qué efecto tiene la presión sobre Calor Sensible y Calor LatenteCalor Sensible y Calor Latente

Qué efecto tiene la presión sobre Qué efecto tiene la presión sobre Calor Sensible y Calor LatenteCalor Sensible y Calor Latente

Al Incrementar la Presión:

Aumenta la cantidad de Calor Sensible

Disminuye la cantidad de Calor Latente



Cuál es el Efecto en la Presión?Cuál es el Efecto en la Presión?Cuál es el Efecto en la Presión?Cuál es el Efecto en la Presión?

0300600900

1,2001,5001,8002,1002,4002,7003,000

CalorLatente KJ/Kgm

CalorSensibleKJ/Kgm

0 barg

1 barg

4 barg



Qué otro efecto tiene la presión?Qué otro efecto tiene la presión?Qué otro efecto tiene la presión?Qué otro efecto tiene la presión?

• Al Incrementar la Presión:

• Disminuye el Volumen Específico

Volumen Específico del Vapor1.67

0.88

0.370.24

m3 / Kgm

0 barg1 barg4 barg7 barg



Qué otro efecto tiene la presión?Qué otro efecto tiene la presión?Qué otro efecto tiene la presión?Qué otro efecto tiene la presión?

• Al Incrementar la Presión:

• Aumenta la Temperatura del Vapor

Temperaura del VaporC

100 120 152 1700 barg1 barg4 barg7 barg



Ca

lor

La

ten

te

Ca

lor

Se

nsi

ble

Vo

lum

en E

sp

ec

ífic

o

Pre

sió

n d

e V

apo

r

Te

mp

era

tura

Vap

or

Efecto de la PresiónEfecto de la PresiónEfecto de la PresiónEfecto de la Presión



Propiedades del Vapor SaturadoPropiedades del Vapor SaturadoPropiedades del Vapor SaturadoPropiedades del Vapor Saturado

Tablas del Vapor



Las Tablas de las Propiedades Termodinámicas del Vapor nos permite identificar fácilmente

sus propiedades, a una presión o temperatura dada.

Las Tablas de las Propiedades Termodinámicas del Vapor nos permite identificar fácilmente

sus propiedades, a una presión o temperatura dada.

Ejemplos: Vapor a 250.33 oF tiene presión de 15.3 Lb/Pulg2, con 945.3 Btu’s/lb de Calor Latente Vapor a 5.3 Lb/Pulg2 tiene temperatura de 227.96°F, con 196.16 Btu/lb de Calor Sensible



Ya que hemos formado el Ya que hemos formado el vapor…….que hacemos?vapor…….que hacemos?Ya que hemos formado el Ya que hemos formado el vapor…….que hacemos?vapor…….que hacemos?



Dado que el vapor es usado Dado que el vapor es usado para transferir energía en para transferir energía en

forma de calor de un punto a forma de calor de un punto a otro . . .otro . . .

Dado que el vapor es usado Dado que el vapor es usado para transferir energía en para transferir energía en

forma de calor de un punto a forma de calor de un punto a otro . . .otro . . .



Entonces tiene sentido tomar Entonces tiene sentido tomar esa energía del vapor y esa energía del vapor y aplicarla para hacer un aplicarla para hacer un

trabajo.trabajo.

Entonces tiene sentido tomar Entonces tiene sentido tomar esa energía del vapor y esa energía del vapor y aplicarla para hacer un aplicarla para hacer un

trabajo.trabajo.




Extrayendo el Calor LatenteExtrayendo el Calor LatenteExtrayendo el Calor LatenteExtrayendo el Calor Latente

KJ

0

500

1,000

1,500

2,000

2,500

3,000 2,676

2,257

419

Si a 1 Kg. de Vapor a 100C, cuyo calor TOTAL es 2,676 KJ/Kg. le quitamos 2,257 KJ/Kg de

CALOR LATENTE, da como resultado…1 Kg. de Agua Saturada a 100C con un contenido de calor igual a 419 KJ/Kg.

100 100419

2,257



RECUERDE:RECUERDE:RECUERDE:RECUERDE:

El Calor Latente suministrado en la caldera es lo que vamos a tener

disponible para realizar trabajo en nuestros equipos

PERO . . .

Cuando usamos el Calor Latente creamos Condensado



El Calor Latente puede usarse de manera El Calor Latente puede usarse de manera intencional en un equipo para intencional en un equipo para

intercambio de calor o, no intercambio de calor o, no intencionalmente, como pérdida de calor intencionalmente, como pérdida de calor porpor radiaciónradiación en tuberías y accesorios.en tuberías y accesorios.

El Calor Latente puede usarse de manera El Calor Latente puede usarse de manera intencional en un equipo para intencional en un equipo para

intercambio de calor o, no intercambio de calor o, no intencionalmente, como pérdida de calor intencionalmente, como pérdida de calor porpor radiaciónradiación en tuberías y accesorios.en tuberías y accesorios.



Qué significa la pérdida Qué significa la pérdida No IntencionalNo Intencional de Calor Latente en su Sistema de de Calor Latente en su Sistema de

Vapor?Vapor?

Qué significa la pérdida Qué significa la pérdida No IntencionalNo Intencional de Calor Latente en su Sistema de de Calor Latente en su Sistema de

Vapor?Vapor?

Condensado Vapor Vapor Flash

7 barg

170C

4 barg

152°CReductora

De Presión

Trampa

Venteo

Trampa

Trampa

Trampa

Trampa



Significa que:Significa que:Significa que:Significa que:

El Sistema de Vapor está constantemente siendo llenado con agua (Condensado)




Su Sistema de Vapor esta expuesto a Corrosión

Condensado Sub-Enfriado + CO2 Forma Ácido Carbónico

( CO2 + H2O = H2CO3 )




Su Sistema de Vapor esta sujeto a Golpes de Ariete (Water Hammer)




Su Equipo para Intercambio de Calor es Menos Eficiente



Significa que:Significa que:Significa que:Significa que:Su Sistema debe tener Arreglos Apropiados de

Tubería



Significa que:Significa que:Significa que:Significa que:Su Sistema de Vapor Debe Ser Trampeado

Apropiadamente


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