Procedimiento Enfierradura

GENERADORES DE VAPOR

OPERACIÓN Y CUIDADO DE CALDERAS

CONCEPTOS GENERALES

1.- FUNDAMENTOS BASICOS DE LA GENERACIÓN DE VAPOR

El vapor es usado en la industria por lo conveniente y económico para el transporte de energía y calor.

La energía del combustible es transportada por el proceso de combustión al agua, vaporizándola.

El vapor generado es llevado a los puntos de consumo para utilizar, ya sea por: su fuerza o su cantidad de calor

2.- TEORÍA BÁSICA DE LA GENERACIÓN DE VAPOR

Cuando se calienta un líquido cualquiera contenido en un vaso destapado, se observa que el líquido disminuye convirtiéndose en un gas o vapor que abandona el líquido.

Si el vapor obtenido se enfría, se condensa, volviendo nuevamente al estado líquido.

Si tenemos agua expuesta al calor, la temperatura aumenta sin experimentar un cambio de estado hasta los 100°C. A esta temperatura el agua hervirá (a presión normal).

La temperatura del agua permanecerá a 100°C durante el tiempo que el vaso este abierto, aunque se aplique calor.

Si el vaso es tapado y el vapor no sale, la temperatura y la presión aumentan en forma proporcional por la mayor cantidad de vapor. Si se quita el calor, el vapor se enfría, se condensa y vuelve al estado líquido.

2.1.- VAPORIZACIÓN:

Paso del estado líquido del agua al estado de vapor. Se produce por evaporación o por ebullición.

2.2.-: EVAPORACIÓN:

Es la producción lenta de vapor en la superficie libre del líquido a temperaturas superiores a 0°.

La evaporación se hace tanto más rápida cuando mayor sea la superficie del líquido y temperatura.

2.3.- EBULLICIÓN:

Si se calienta progresivamente un líquido contenido en un vaso destapado, llega un momento en que se inicia la ebullición, que es cuando toda la masa líquida se comprenden burbujas de vapor que estallan tumultuosamente en la superficie (el líquido hierve).

3.- CALOR:

Es una forma de energía que se transmite debido a la diferencia de temperatura. La energía es una capacidad para producir un efecto. Para este estudio el calor se manifiesta en:

DILATACIÓN DE LOS CUERPOS (cambio de volumen).

FUNDIENDO LOS SÓLIDOS.

EVAPORANDO LOS LIQUIDOS.

Todo cuerpo capaz de calentar a otro, se le considera como fuente de calor.

3.1.- TRANSMISIÓN DE CALOR:

El calor se transmite en tres formas distintas:

Conducción:

En los sólidos, la única forma de transferencia de calor es la conducción. Si se calienta un extremo de una varilla metálica, de forma que aumente su temperatura, el calor se transmite hasta el extremo más frío por conducción No se comprende en su totalidad el mecanismo exacto de la conducción de calor en los .sólidos, pero se cree que se debe, en parte, al movimiento de los electrones libres que transportan energía cuando existe una diferencia de temperatura. Esta teoría explica por que los buenos conductores eléctricos también tienden a ser buenos conductores de calor. En 1822, el matemático francés Joseph Fourier dio una expresión matemática precisa que hoy se conoce como ley de Fourier de la conducción del calor.

Convención:

Si existe una diferencia de temperatura en el interior de un liquido o un gas, es casi seguro que se producirá un movimiento del fluido. Este movimiento transfiere calor de una parte del fluido a otra por un proceso llamado convención. El movimiento del fluido puede ser natural o forzado. Si se calienta un liquido o un gas, su densidad ( masa por unidad de volumen) suele disminuir. Si él liquido o gas se encuentra en el campo gravitatorio, el fluido más caliente y menos denso asciende, mientras que el fluido mas frío y más denso desciende. Este tipo de movimiento, debido exclusivamente a la no uniformidad de la temperatura del fluido, se denomina convención natural. La convención forzada se logra sometido el fluido a un gradiente de presiones, con lo que se fuerza su movimiento de acuerdo a las leyes de la manca de fluidos.

Radiación:

Cualquier cuerpo caliente emite un tipo de onda electromagnética denominada ondas o radiación infrarroja que se propaga por el aire de una forma similar a la luz. Cuanto más caliente esté un cuerpo, como un radiador doméstico, más ondas infrarrojas emite y nos proporciona mayor sensación de calor. Es el tipo más frecuente de transmisión en el calentamiento de nuestros hogares.

3.2.- CONDUCTIVIDAD TÉRMICA:

Facilidad o dificultad con que una sustancia transmite el calor o se deja atravesar por él.

Esta conductividad variará de una sustancia a otra para una misma sustancia, depende de la temperatura, su peso específico y la humedad.

3.3.,- CANTIDAD DE CALOR:

Para poder medir el mayor o menor grado de calor.

CALORÍA: Cantidad de calor que se requiere para elevar la temperatura de 1 litro de agua en 1C°.

3.4.- CALOR SENSIBLE DE VAPORIZACIÓN:

Es la cantidad de calor necesaria para calentar 1 litro de agua desde 0C° hasta 100C°.

3.5.- CALOR LATENTE DE VAPORIZACIÓN:

Es la cantidad de calor necesaria para calentar 1 litro de agua a 100C° en vapor a 100C°. (540 calorías).

3.6.- CALOR TOTAL DE VAPORIZACIÓN:

Cantidad de calor necesaria para convertir 1 litro de agua desde 0C° en vapor a 100C°

4.- VAPOR SATURADO:

Es el vapor que se produce y se encuentra en contacto con el líquido que lo genera.

Puede estar exento completamente de partículas de agua sin vaporizar o pueden llevarlas en suspensión, por lo tanto puede ser vapor saturado seco o húmedo.

5.- VAPOR SOBRECALENTADO:

Si al vapor de agua saturado se le añade calor adicional manteniendo constante su presión, se puede obtener un calor seco a mayor temperatura llamado vapor sobrecalentado

6.- TEMPERATURA:

Definición de temperatura.

No existe en realidad una definición satisfactoria para la temperatura, todas las conocidas parten de la sensación fisiológica sobre un cuerpo, en otras palabras siesta mas o menos caliente lo que para el estudio no es muy preciso.

Esta definición, no es necesaria para su estudio, solo basta saber que la temperatura es un nivel que mide el estado térmico de los cuerpos.

Es importante no confundir calor con temperatura, el calor es una forma en la que se presenta la energía y que puede transformarse en trabajo n en otra forma de energía, mientras que la temperatura es simplemente una indicación del nivel térmico. Para que se entienda, si calentamos un gas, o sea le entregamos calor (energía), el gas bien puede aumentar su temperatura proporcionalmente o bien puede mantener su temperatura y aumentar su volumen( transformación a presión constante, recordar "termodinámica, motores ciclo Otto), pero en ambos casos siempre hubo calor en juego, esto siempre si se supone un sistema perfecto y sin perdidas.

Puede haber transferencia de calor entre dos cuerpos, si estos tienen distintas temperaturas, la transferencia de calor será del mas caliente, enfriándose, hacia el mas frío, calentándose Esto ocurrirá hasta que ambas temperaturas se equilibren.

Se mide en grados:

°C en el sistema métrico

°F en el sistema inglés.

Todos los materiales y metales sufren una dilatación o una contracción consecuencia del aumento o reducción de su temperatura, para poder medir los valores de temperatura se recurrió al mercurio, el que por sus características es el mas indicado, mientras que para delimitar la escala se recurrieron a unos puntos de referencia, es así que se crearon tres escalas diferentes (fig 1), Celsius o Centígrada (°C), Fahrenheit (°F) y absoluta o Kelvin

Celsius adopto como referencias la temperatura de fusión del hielo y la ebullición del agua a nivel del mar, otorgándole O (cero) a la primera y 100 a la segunda, luego dividió el intervalo entre las marcas en cien partes iguales, siendo cada una de las divisiones un grado centígrado, las

temperatura más bajas que la de fusión del hielo adoptan valores negativos.

Fahrenheit, en la creencia que la temperatura mas baja que se podía obtener era a partir de una mezcla de hielo y amoniaco en partes iguales, le asigno a esta el valor O (cero), esperando evitar así los valores negativos. En este caso el punto de fusión del hielo es de 32 °F y el de ebullición del agua es de 212 °F, dando un intervalo de 180 °F.

Para lograr evitar los valores negativos, apareció la escala Kelvin o Absoluta que es adoptada como unidad de temperatura en el sistema internacional.

El valor de los grados Kelvin ea exactamente el mismo que el de la escala Celsius, variando la posición del cero, para este valor se adopto la temperatura a la que los cuerpos ya no desprenden calor. Este valor corresponde a -273 °C denominándoselo cero absoluto. Cabe aclarar que aún esta temperatura no se logro alcanzar, aunque en condiciones de laboratorio si se estuvo cerca, apenas unas millonésimas de grado por encima.

CONVERSION DE UNIDADES

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