Download - Fundamentos 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
3““Expect many Expect many enjoyable experiencesenjoyable experiences!”!”David M. ArmstrongDavid M. Armstrong
““Expect many Expect many enjoyable experiencesenjoyable experiences!”!”David M. ArmstrongDavid M. Armstrong
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.
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““Expect many Expect many enjoyable experiencesenjoyable experiences!”!”David M. ArmstrongDavid M. Armstrong
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.
5““Expect many Expect many enjoyable experiencesenjoyable experiences!”!”David M. ArmstrongDavid M. Armstrong
““Expect many Expect many enjoyable experiencesenjoyable experiences!”!”David M. ArmstrongDavid M. Armstrong
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.
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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.
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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]
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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.
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““Expect many Expect many enjoyable experiencesenjoyable experiences!”!”David M. ArmstrongDavid M. Armstrong
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
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““Expect many Expect many enjoyable experiencesenjoyable experiences!”!”David M. ArmstrongDavid M. Armstrong
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.
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Añadiendo Calor LatenteAñadiendo Calor LatenteAñadiendo Calor LatenteAñadiendo Calor Latente
Presión Atmosférica
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
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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
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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
14““Expect many Expect many enjoyable experiencesenjoyable experiences!”!”David M. ArmstrongDavid M. Armstrong
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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
15““Expect many Expect many enjoyable experiencesenjoyable experiences!”!”David M. ArmstrongDavid M. Armstrong
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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
16““Expect many Expect many enjoyable experiencesenjoyable experiences!”!”David M. ArmstrongDavid M. Armstrong
““Expect many Expect many enjoyable experiencesenjoyable experiences!”!”David M. ArmstrongDavid M. Armstrong
Ca
lor
La
ten
te
Ca
lor
Se
nsi
ble
Vo
lum
en E
sp
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ífic
o
Pre
sió
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e V
apo
r
Te
mp
era
tura
Vap
or
Efecto de la PresiónEfecto de la PresiónEfecto de la PresiónEfecto de la Presión
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““Expect many Expect many enjoyable experiencesenjoyable experiences!”!”David M. ArmstrongDavid M. Armstrong
Propiedades del Vapor SaturadoPropiedades del Vapor SaturadoPropiedades del Vapor SaturadoPropiedades del Vapor Saturado
Tablas del Vapor
18““Expect many Expect many enjoyable experiencesenjoyable experiences!”!”David M. ArmstrongDavid M. Armstrong
““Expect many Expect many enjoyable experiencesenjoyable experiences!”!”David M. ArmstrongDavid M. Armstrong
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
20““Expect many Expect many enjoyable experiencesenjoyable experiences!”!”David M. ArmstrongDavid M. Armstrong
““Expect many Expect many enjoyable experiencesenjoyable experiences!”!”David M. ArmstrongDavid M. Armstrong
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?
21““Expect many Expect many enjoyable experiencesenjoyable experiences!”!”David M. ArmstrongDavid M. Armstrong
““Expect many Expect many enjoyable experiencesenjoyable experiences!”!”David M. ArmstrongDavid M. Armstrong
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 . . .
22““Expect many Expect many enjoyable experiencesenjoyable experiences!”!”David M. ArmstrongDavid M. Armstrong
““Expect many Expect many enjoyable experiencesenjoyable experiences!”!”David M. ArmstrongDavid M. Armstrong
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.
23““Expect many Expect many enjoyable experiencesenjoyable experiences!”!”David M. ArmstrongDavid M. Armstrong
““Expect many Expect many enjoyable experiencesenjoyable experiences!”!”David M. ArmstrongDavid M. Armstrong
Presión Atmosférica
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
24““Expect many Expect many enjoyable experiencesenjoyable experiences!”!”David M. ArmstrongDavid M. Armstrong
““Expect many Expect many enjoyable experiencesenjoyable experiences!”!”David M. ArmstrongDavid M. Armstrong
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
25““Expect many Expect many enjoyable experiencesenjoyable experiences!”!”David M. ArmstrongDavid M. Armstrong
““Expect many Expect many enjoyable experiencesenjoyable experiences!”!”David M. ArmstrongDavid M. Armstrong
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.
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““Expect many Expect many enjoyable experiencesenjoyable experiences!”!”David M. ArmstrongDavid M. Armstrong
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
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““Expect many Expect many enjoyable experiencesenjoyable experiences!”!”David M. ArmstrongDavid M. Armstrong
Significa que:Significa que:Significa que:Significa que:
El Sistema de Vapor está constantemente siendo llenado con agua (Condensado)
28““Expect many Expect many enjoyable experiencesenjoyable experiences!”!”David M. ArmstrongDavid M. Armstrong
““Expect many Expect many enjoyable experiencesenjoyable experiences!”!”David M. ArmstrongDavid M. Armstrong
Significa que:Significa que:Significa que:Significa que:
Su Sistema de Vapor esta expuesto a Corrosión
Condensado Sub-Enfriado + CO2 Forma Ácido Carbónico
( CO2 + H2O = H2CO3 )
29““Expect many Expect many enjoyable experiencesenjoyable experiences!”!”David M. ArmstrongDavid M. Armstrong
““Expect many Expect many enjoyable experiencesenjoyable experiences!”!”David M. ArmstrongDavid M. Armstrong
Significa que:Significa que:Significa que:Significa que:
Su Sistema de Vapor esta sujeto a Golpes de Ariete (Water Hammer)
30““Expect many Expect many enjoyable experiencesenjoyable experiences!”!”David M. ArmstrongDavid M. Armstrong
““Expect many Expect many enjoyable experiencesenjoyable experiences!”!”David M. ArmstrongDavid M. Armstrong
Significa que:Significa que:Significa que:Significa que:
Su Equipo para Intercambio de Calor es Menos Eficiente
31““Expect many Expect many enjoyable experiencesenjoyable experiences!”!”David M. ArmstrongDavid M. Armstrong
““Expect many Expect many enjoyable experiencesenjoyable experiences!”!”David M. ArmstrongDavid M. Armstrong
Significa que:Significa que:Significa que:Significa que:Su Sistema debe tener Arreglos Apropiados de
Tubería
32““Expect many Expect many enjoyable experiencesenjoyable experiences!”!”David M. ArmstrongDavid M. Armstrong
““Expect many Expect many enjoyable experiencesenjoyable experiences!”!”David M. ArmstrongDavid M. Armstrong
Significa que:Significa que:Significa que:Significa que:Su Sistema de Vapor Debe Ser Trampeado
Apropiadamente
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