Manejo y Usos Del Vapor De Agua

Manejo y Usos Del Vapor De Agua

Vapor

El vapor se refiere a la materia en estado gaseoso. Aunque este no se limita al vapor generado por agua, muchos diferentes tipos de vapor existen en el mundo. Sin embargo, el término 'vapor' es más comúnmente usado para referirse al estado gaseoso del agua.

Generación de vapor de agua

Cuando al agua se le comunica energía calorífica, varia su entalpia y su estado físico. A medida que tiene lugar el calentamiento, la temperatura del fluido aumenta y por lo regular su densidad disminuye. La rapidez de la vaporización depende de la velocidad con la cual se transmite el calor al agua y de su movimiento en el recipiente en donde está confinado. El vapor así formado, si bien se halla en el estado gaseoso, no sigue enteramente las leyes de los gases perfectos. La temperatura a la cual se produce la ebullición depende de la pureza del agua y de la presión absoluta ejercida sobre ella. Para el agua pura la temperatura de ebullición tiene un valor determinado para cada presión y es menor a bajas presiones.

En la siguiente tabla se muestran las temperaturas de saturación del vapor a diferentes presiones

Especificación de la producción de vapor mediante la aplicación de calor al agua contenida en un pistón

Se considera un pistón, que contiene agua líquida a 20ºC y una atmosfera de presión. Bajo estas condiciones, el agua existe en fase liquida y se le llama liquido comprimido, lo que quiere decir que no está a punto de vaporizar. Entonces se le transfiere calor, hasta que la temperatura se eleve a 40ºC. Como la temperatura se eleva, el agua liquidad se expande ligeramente, al igual que el volumen especifico. Para albergar esta expansión el pistón se moverá hacia arriba ligeramente. La presión en el cilindro permanece constante en 1 atm durante este proceso, ya que depende de la presión barométrica externa y el peso del pistón, los cuales permanecen constantes. El agua todavía es un líquido comprimido en este estado, y que todavía no vaporiza. Mientras se transmite más calor la temperatura seguirá subiendo hasta que llegue a 100ºC en este punto el agua todavía se encuentra en fase liquida, pero cualquier adición de calor causara que parte del liquido se vaporice. El cambio de fase de líquido a vapor está a punto de suceder. Un líquido que está a punto de vaporizar se le conoce como liquido saturado.

Una vez que hierve, la temperatura dejara de subir hasta que el líquido se vaporice por completo. Esto significa que la temperatura permanecerá constante durante el cambio de fase si la presión permanece constante. A la mitad del proceso de vaporización, el cilindro contiene iguales cantidades de vapor y liquido. Mientras se continúa transmitiendo calor, el proceso de vaporización continuara hasta que la última gota de líquido se vaporice. En este punto el cilindro está completamente lleno de vapor que se encuentra en el límite de la fase liquida. Cualquier pérdida de calor. Causara que cierto vapor se condense. Un vapor que esté a punto de condensar se le llama vapor saturado.

Una vez que el cambio de fase se ha completado tenemos una sola fase (Vapor), y se sigue aumentando la transferencia de calor, el resultado será un incremento en la temperatura y en el volumen especifico. En este estado, la temperatura podría ser por ejemplo 300ºC y si se transfiere cierto calor del vapor, la temperatura caerá, pero no ocurrirá una condensación ya que la temperatura se mantendrá arriba de 100ºC (para una presión de una atm). Un vapor que no está a punto de condensarse, se le conoce como vapor sobrecalentado.

Aplicaciones del vapor

Las aplicaciones principales de vapor pueden ser a groso modo divididas en aplicaciones de calentamiento humidificación y en aplicaciones de impulso motrices.

Vapor para Calentamiento / Humidificación

Vapor de Presión Positiva

Este es el tipo de vapor más típicamente utilizado en plantas / fábricas. Ampliamente utilizado para calentamiento y humidificación en equipos, tales como: Intercambiadores de calor y evaporadores. Es normalmente utilizado entre 0.1 - 5 Mpa (abs) y a una temperatura entre 110 - 250

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