Resumen "Conceptos de Vapor"

Conceptos de Vapor

El vapor se usa comúnmente en las industrias de procesos químicos (CPI) para el proceso de calentamiento, generación de energía, automatización, limpieza y esterilización entre otras aplicaciones.

Relación presión-temperatura.

Las propiedades del vapor varían significativamente dependiendo de las condiciones de temperatura y presión a las que está sujeto el vapor. El vapor producido bajo presiones más altas tiene una temperatura más alta y lleva más energía, pero también requiere más calor. . Se dice que el vapor con mayor energía por unidad de masa tiene una energía más alta, una propiedad termodinámica de un fluido que se define como la energía interna del fluido. La entalpía es una medida de la la energía disponible del fluido y las entalpías se han calculado para una amplia gama de condiciones de vapor y líquido saturado. Estos valores se pueden encontrar en las tablas de vapor, y se pueden representar gráficamente mediante un diagrama de temperatura-entalpía.

Región de vapor húmedo

El agua se puede calentar hasta su punto de ebullición (punto A al punto B en la curva), que depende de la presión aplicada. En su punto de ebullición para una presión en particular, la entrada de energía adicional no causará un cambio adicional de temperatura (siempre que la presión permanezca constante y la trama se desplace hacia el punto C del diagrama). El vapor en esta área es bastante "húmedo", ya que contiene tanto vapor de agua como gotitas de agua líquida. En el punto de ebullición para una presión dada, el agua cambia de una mezcla de 100% de agua / 0% de vapor a una 0% de agua, 100% de vapor.

Si se agrega suficiente calor para convertir todo el líquido en vapor a una presión determinada, se dice que el vapor está saturado (100% de vapor, vapor seco; punto C) "El vapor saturado se produce en condiciones de presión y temperatura que permiten que el agua en su forma de vapor y líquido existen simultáneamente. El vapor saturado tiene varias propiedades que lo hacen deseable para el proceso de calentamiento, incluido un alto coeficiente de transferencia de calor, que permite un área de superficie de transferencia de calor más pequeña. La capacidad de transferencia de calor de el vapor saturado es mucho mayor que el del agua o el vapor sobrecalentado. Aunque la temperatura del agua hirviendo y el vapor saturado dentro del mismo sistema es la misma, la energía calorífica por unidad de masa es mucho mayor en el vapor saturado. ) El vapor sobrecalentado se usa para convertir las turbinas en generación de energía.

Práctica industrial

En las instalaciones de CPI, generalmente es conveniente utilizar vapor con la máxima fracción de secado posible. Sin embargo, el vapor perfectamente seco (saturado) es lo más imposible de producir en la práctica industrial. Para el vapor generado en una caldera, la turbulencia y las salpicaduras causan un pequeño grado de humedad de las moléculas de agua no vaporizadas, que se transportan al vapor distribuido. La pérdida de calor radiante también causa que parte del vapor llegue a condensarse, lo que hace necesario el uso de trampas de vapor. Los usuarios del sistema de vapor deben ser conscientes de los problemas potenciales, como la corrosión y la incrustación de las impurezas en el agua, el daño a los medidores de flujo y otros equipos, y la reducción de la transferencia de calor. Las tasas de transferencia de calor más bajas se producen porque el agua condensada puede formar una película en las superficies de transferencia de calor, lo que reduce la transferencia de calor porque la conductividad térmica del agua es mucho menor que la del vapor. Otros problemas potenciales incluyen la sobrecarga de las trampas de vapor y el golpe de ariete si la cantidad de agua condensada es demasiado alta.