Introducción a los Generadores de Vapor

Reseña Histórica La máquina de vapor podría iniciarse desde el siglo I con los griegos. Un artefacto, al que se le denomina eolípila, fue creado con base en la fuerza que genera el agua al cambiar de estado. La creación es atribuida a Herón de Alejandría. El principal uso mecánico del vapor se dio en la Revolución Industrial, a finales del siglo XVIII, provocando un incremento económico y tecnológico bastante importante en Occidente.

La máquina de vapor es considerada como un avance británico debido a la propia Revolución Industrial. La construcción del motor a vapor se debe a múltiples experimentos y aportaciones. Entre los múltiples inventores destacan tres en particular: Thomas Savery, Thomas Newcomen y James Watt. Savery, se enfrentó a los problemas del agua contaminada dentro de las minas. Newcomen perfeccionó la idea de Savery; en 1712 el invento tuvo éxito y fue instalado en varias minas sacando agua desde cuarenta y seis metros de profundidad. Watt perfecciono la maquina de Newcomen y se convirtió en un motor de gran poder, la base necesaria para la Revolución Industrial.

Su máquina de vapor, patentada en 1769, tuvo un papel relevante para mover aparatos y mecanismos esenciales en la naciente industria – bombas y motores en fábricas de todo género– y fue el fundamento de la locomotora de vapor y, en consecuencia, del ferrocarril, sin el cual el mundo que hoy conocemos jamás hubiera existido.

Áreas de uso El vapor es usado en un gran rango de industrias. La aplicaciones mas comunes para el vapor son, por ejemplo, procesos calentados por vapor en fabricas y plantas, y turbinas impulsadas por vapor en plantas eléctricas, pero el uso del vapor en la industria se extiende mas aya de las antes mencionadas. Algunas de las aplicaciones típicas del vapor para las industrias son: Esterilización/Calentamiento Impulso/Movimiento Motriz Atomización Limpieza Hidratación Humidificación

Termodinámica del agua El agua como sustancia pura Fases del agua Procesos de cambio de fase del agua de líquido a vapor

Proceso de cambio de fase del agua A 1 atm y 20°C el agua existe en la fase líquida Líquido comprimido o sub-enfriado, o bien, no está a punto de evaporarse

Proceso de cambio de fase del agua A 1 atm y 40°C el agua existe en la fase líquida Líquido comprimido o sub- enfriado, o bien, no está a punto de evaporarse

Proceso de cambio de fase del agua A 1 atm y 100°C el agua existe como un líquido a punto de evaporarse Líquido saturado

Proceso de cambio de fase del agua Cuando se transfiere más calor, parte del líquido saturado se evapora Mezcla saturada de líquido- vapor

Proceso de cambio de fase del agua A 1 atm, la t° es constante a 100°C, hasta que la última gota de líquido se evapora Vapor saturado, o bien, vapor a punto de condensarse

Proceso de cambio de fase del agua Cuando se transfiere más calor, la t° del vapor empieza a aumentar Vapor sobrecalentado, o bien, vapor que no está a punto de condensarse

Diagrama y tabla de propiedades del vapor saturado La presión y T° son propiedades dependientes, o sea, T°sat = f(Psat) Tabla de propiedades del vapor saturado El proceso de cambio de fase a presión constante se ilustra en el diagrama T-H

Diagrama T° - Entalpía del agua a presión constante

Cuestionario 1.Como se llama la primer maquina de vapor creada en Grecia y quien fue su inventor 2.Mencione el nombre de 3 ingenieros responsables de diseñar el primer motor a vapor y explique el aporte de cada uno. 3.Que invento tuvo una importancia tan relevante que fue proclamado como el precursor de la Revolución Industrial. 4.Que importancia y aplicaciones tiene el vapor en la actulaidad y explique en que consiste cada aplicación. 5.Que es agua sub enfriada, agua sobresaturada, mezcla agua vapor, vapor sobresaturado y vapor sobrecalentado. 6.Dibuje y explique el digrama de T vs H para el agua a presión constante.