Transformaciones poli trópicas

Transformaciones poli trópicas

Se llama politropicas a las transformaciones termodinámicas reversibles que satisfacen la ecuación:

PVn = Cte

El exponente n es el coeficiente politropico. Este exponente puede tomar para procesos politropicos diferentes valores cualesquiera desde + hasta -.

La ecuación tiene una forma parecida a la ecuación del proceso adiabático, la diferencia entre ellas consiste en que si el exponente isoentropico (adiabático) “” es en general una magnitud variable, en el proceso politropico “n” es una magnitud constante.

En la transformación politropica puede añadirse calor al sistema (o extraerlo de el). Los procesos de compresión en los motores de gas y en los compresores no son con frecuencia ni adiabáticos ni isotérmicos, sino que ocupa una posición intermedia entre dos tipos de proceso.

La ecuación PVn = Cte. se aplica para un gas real como para un gas perfecto.

T2/T1 = (V1/V2)n-1 T2/T1 = (P2/P1)n-1/n

Son validas solo para gas perfecto

En un proceso politropico cuando n=0 se trata de un proceso isobárico PV0 = cte

PVn = Cte escribiendo de la forma P 1/nV= Cte n = +/- ∞ entonces V = cte

Si n = γ se convierte en la ecuación adiabática PVγ

Si n=1, será la ecuación del gas perfecto PV= cte. de Boyle y Mariote

El trabajo de expansión el sistema para gases reales y gases ideales

W exp = P1V1 - [1-(P2/P1)n-1/n]

Wexp gases ideales W= 1(P1V1-P2V2) = R (T1-T2)

n-1 n-1

ΔE= Cv(T2-T1)

El calor Q= ΔE+W

Q= (R/(n-1)-Cv)(T1-T2)

Considerando

Cn= Cv(n- γ)/(n-1)

cuando n=0 entonces Cn = Cp Si n= ∞ entonces Cn = Cv

Cuando n=1 entonces Cn = +/- ∞proceso isotermico, cantidades infinitamente grandes

Cuando n= γ entonces Cn = 0.

El caldero

Se define como todo recipiente cerrado en el que, para cualquier fin e genera vapor a una presión superior a la atmosférica, existen diversos tipos de calderos, los que varían de forma, tamaño y también en sus elementos constituyentes.

Partes del caldero:

Hogar, es el lugar donde el combustible s quema, produciendo el calor que se aplicará en el agua. El elemento principal del hogar es el quemador que sirve para pulverizar el combustible para obtener una buena mezcla con el aire. Los quemadores se pueden agrupar en:a) quemadores que pulverizan el petróleo con vapor o aire. b) quemadores que pulverizan el petróleo aplicando solo alta presión. c) quemadores rotatorios, en estos un motor hace girar a alta velocidad el cañón de salida del petróleo.

La mayoría de los calderos cuentan con un pre-calentador que al poner en marcha el caldero funciona con energía eléctrica y posteriormente opera con vapor del propio caldero.

Cámara de vapor

Cámara de agua Es el espacio ocupado por el agua.

Cámara de vapor.- es la parte comprendida entre la superficie del agua y el límite del recipiente, osea el espacio donde se forma vapor.

Tiro, la combustión se realiza con consumo de oxigeno proporcionado por el aire, por

lo tanto será necesario renovar constantemente el aire del hogar. Debe de existir una diferencia de presión entre el hogar y la chimenea esta diferencia de presión se denomina “tiro”

Haz de tubos, constituido por la red de tubos que atraviesan el caldero y que esta fijado en las placas o en los colectores.

Tuberías aisladas

Planta de Bomba VAPOR

Tratamiento-- de agua

Inyector de

Petróleo

Calor, parte del calor se usa para cambio de estado, de liquido a vapor y la otra parte se va a perder en la combustión (QPerdido)

Qperdido

Qabsorbido por el agua = QLv + Qperdido

Capacidad o producción del caldero, es la energía que el caldero produce por unidad de tiempo, se expresa en BHP o caballos de vapor QLv= m(h2-h1)

1BHP es equivalente al calor que se usa para que 34.5 lbm/hora de agua (liquido saturado) a 212 ªF y 14,696 lbf/pulg2pase al estado de vapor saturado a presión constante.

Tabla 212ºF hfg= 970.33 BTU/lbm

1BHP = 34,5 lbm/horax 970.33 BTU/lb= 33476 BTU/hora.

Rendimiento de un caldero es igual a la cantidad de calor que absorbe el caldero y la cantidad de calor de combustión. (Si el calor absorbido por el agua = Qcombustión)

Preparación del agua para los calderos, el agua tiene bicarbonatos cálcicos y por el calor pasan a carbonatos, se precipitan y si se fijan a la caldera forman una costra, la cual dificulta la transmisión de calor al agua, limitando también la vida del acero. Entonces al agua no debe de ser dura (dureza= se debe a sustancias cálcicas y magnésicas disueltas)

Las técnicas para preparar el agua son las siguientes:

1- Clarificación por filtros, la clarificación se ayuda con alumbre.

2- Ablandamiento del agua, se logra por destilación, o por un método físico químico que es un intercambio iónico.- usando silicatos o resinas sintéticas las cuales intercambian el ion sódico por

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