Principios Básicos del Vapor
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Principios Básicos del Vapor
• Qué es?
• Porqué lo usamos?
• Comó se crea?
• Tablas de las
Propiedades
Termodinámicas del
Vapor
“Expect many enjoyable experiences!”
David M. Armstrong
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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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Para qué es usado el Vapor?
El Vapor es usado para transferir
grandes cantidades de Energía
Calórifica,
de una manera práctica y económica.
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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 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 ?
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
Líquido
• 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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Añadiendo Calor Sensible
1 Kg. de Agua a 0C + 419 KJ de Calor Sensible
= 1 Kg. de Agua Saturada a 100°C
KJoules
500
419
400
300
200
100
0
Presión Atmosférica
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Calor Latente o Entalpía de
Evaporación
• 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 Latente
1 Kg. de Agua Saturada a 100°C + 2,257 KJ de
CALOR LATENTE = 1Kg. de Vapor Saturado Seco
a 100°C con un CALOR TOTAL de 2,676 KJ.
2,676
3,000
2,500
KJ
2,257
2,000
1,500
1,000
500
419
0
Presión Atmosférica
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Qué efecto tiene la presión sobre
Calor 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?
3,000
2,700
2,400
2,100
1,800
1,500
1,200
900
600
300
0
0 barg
1 barg
4 barg
Calor
Latente
KJ/Kgm
Calor
Sensible
KJ/Kgm
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Qué otro efecto tiene la presión?
• Al Incrementar la Presión:
• Disminuye el Volumen Específico
1.67
Volumen Específico del Vapor
m3/ Kgm
0.88
0.37
0.24
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0 barg
1 barg
4 barg
7 barg
14
Qué otro efecto tiene la presión?
• Al Incrementar la Presión:
• Aumenta la Temperatura del Vapor
Temperaura del Vapor
C
100
120
152
170
0 barg
1 barg
4 barg
7 barg
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Volumen Específico
Calor Sensible
Calor Latente
Presión de Vapor
Efecto de la Presión
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Propiedades del Vapor Saturado
Tablas del Vapor
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Las Tablas de las Propiedades
Termodinámicas del Vapor nos
permite identificar fácilmente
sus propiedades, a una presión
o temperatura dada.
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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
vapor…….que hacemos?
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20
Dado que el vapor es usado
para transferir energía en
forma de calor de un punto a
otro . . .
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21
Entonces tiene sentido tomar
esa energía del vapor y
aplicarla para hacer un
trabajo.
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22
Extrayendo el Calor Latente
Si a 1 Kg. de Vapor a 100C, 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 100C con un contenido de calor igual a 419 KJ/Kg.
2,676
3,000
2,500
KJ
2,257
2,257
2,000
1,500
1,000
500
419 100
419 100
0
Presión Atmosférica
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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
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24
El Calor Latente puede usarse de manera
intencional en un equipo para
intercambio de calor o, no
intencionalmente, como pérdida de calor
por radiación en tuberías y accesorios.
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Qué significa la pérdida No Intencional
de Calor Latente en su Sistema de
Vapor?
Condensado
Vapor
Vapor Flash
4 barg
Reductora
7 barg
152°C
De Presión
170C
Trampa
Trampa
Trampa
Trampa
Trampa
Venteo
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Significa que:
El Sistema de Vapor está
constantemente siendo llenado con
agua (Condensado)
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27
Significa que:
Su Sistema de Vapor esta expuesto a
Corrosión
( CO2 + H2O = H2CO3 )
Condensado Sub-Enfriado + CO2
Forma Ácido Carbónico
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28
Significa que:
Su Sistema de Vapor esta sujeto a Golpes
de Ariete (Water Hammer)
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29
Significa que:
Su Equipo para Intercambio de Calor es
Menos Eficiente
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David M. Armstrong
30
Significa que:
Su Sistema debe tener Arreglos Apropiados
de Tubería
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31
Significa que:
Su Sistema de Vapor Debe Ser
Trampeado Apropiadamente
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Fundamentos del Vapor