PROGRAMA DE FORMACIÓN REGULAR

MANTENIMIENTO DE MAQUINARIA DE PLANTA

CONFECCIÓN DE TABLAS DE VAPOR:

PRESIÓN – TEMPERATURA

INFORME 04

Alumno(a):

Ollancaya Lobón SergioOviedo Contreras AndréQuicara Viza Juan CarlosQuispe Escarcena RobertoQuispe Viza Paul Alexander

Docente:

VERA VÁSQUEZ, CESAR GONZALO

V SEMESTRE ``B´´

Arequipa – Perú

MÁQUINAS TÉRMICASNro. DD – 106

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Tema :

CONFECCIÓN DE TABLAS DE VAPOR: PRESIÓN – TEMPERATURA

Código : C3Semestre : VGrupo : 03Lab. Nº : 01

ATS DEL LABORATORIO

OBJETIVOS DEL ATS: Evitar riesgos en la ejecución del laboratorio.

GRUPO – INTEGRANTES: 03

1. Ollancaya Lobón Sergio2. Oviedo Contreras André3. Quicara Viza Juan Carlos4. Quispe Escarcena Roberto5. Quispe Viza Paul Alexander

Pasos Básicos del Trabajo a Realizar

Riesgos Presente en Cada Paso

Control de Riesgo

Recojo de materiales Peso de la cocinaCargar la cocina entre dos

personas

Llenado de liquido en el equipo

Rebalse del liquido Verificación de las válvulas y conexiones

Encendido de la cocina Quemaduras Trabajar con guantes y lentes de seguridad

Toma de datos Datos erróneos Aislamiento del equipo y verificación de los

instrumentos de medición

Liberación del vapor Quemaduras Utilizar implementos de seguridad

Limpieza del equipo Quemaduras Utilizar un trapo seco y esperar a que enfrié el equipo

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Tema :

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1. OBJETIVOS

- Determinar las temperaturas de ebullición a diferentes presiones. - Comparar los valores experimentales con las tablas de vapor.- Determinar las consecuencias de un proceso de expansión.

2. FUNDAMENTO TEORICO

2.1. RELACIÓN DE LA TEMPERATURA DE EBULLICIÓN CON LA PRESIÓN

La temperatura de ebullición, llamada también de saturación se caracteriza por la formación de burbujas y turbulencia en el interior del líquido. La temperatura de ebullición de un líquido permanece constante siempre que no varíe la presión a la que está sometido.

La temperatura par la cual la presión de vapor saturado alcanza el valor de 1 atm (1 bar) se llama temperatura de ebullición normal, para el agua igual a 100 °C.

Si al agua se le hace hervir a presiones mayores que la presión atmosférica, la temperatura de ebullición será mayor a 100 °C.

3. MATERIAL Y EQUIPO A UTILIZAR:

3.1 Cocina a gas3.2 Balón de gas 3.3 Encendedor3.4 Termómetro 3.5 Módulo de presión

4. PROCEDIMIENTO

4.1 Instale los medidores de presión y temperatura en el recipiente a presión.

4.2 Verifique la escala, rango y precisión de los instrumentos de medida.

4.3 Llene el recipiente con agua aproximadamente hasta el nivel regulado por la válvula lateral.

4.4 Ubicar la cocina a gas en un lugar adecuado que facilite la combustión del GLP.

4.5 Encienda la cocina a gas.

4.6 Coloque el recipiente a la cocina.

4.7 La válvula de descarga de vapor superior deberá permanecer abierta hasta que se observe que sale vapor de esta, anote la temperatura y luego cierre la válvula.

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4.8 Tomar lecturas de presión y temperatura, para cada incremento de presión, anote los datos de temperatura y presión, hasta que el manómetro indique 5 BAR, instante en que debe apagar la cocina.

Tenemos un Manómetro y un Sensor de Temperatura los cuales nos indican la presión manométrica y la temperatura

Figura 2 – Manómetro y un Sensor de Temperatura (Fuente Propia)

Figura 4 – válvulas (Fuente Previa)

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1 Abrimos la válvula de descarga superior (vapor) viendo que salía un vapor vivo el cual era de color blanco2 Abrimos la válvula de líquido por unos instantes viendo que salía un vapor flash el cual era de color gris

Figura 6 – Manómetro y un Sensor de Temperatura (Fuente Propia)

1

2

PRESIÓN MANOMÉTRICA

TEMPERATURA (°C)

0.2 800.4 90

0.6 102

0.8 108

1 1141.2 118

1.4 122

1.6 126

1.8 128

2 1302.2 132

2.4 134

2.6 136

2.8 138

3 140

3.2 142

3.4 146

3.6 146

3.8 148

4 150

4.2 152

4.4 152

4.6 154

4.8 156

5 156

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4.9 Habiendo anotado la temperatura del vapor dentro del recipiente y proceda a abrir la válvula de descarga superior (vapor) por un instante, registre el color y temperatura de la descarga empleando un termómetro. Si es posible introduzca su mano al fluido descargado para percibir su temperatura (frío o caliente).

4.10 Abra la válvula de descarga de líquido, por unos instantes y observe que sale, que color presenta, anote la temperatura del líquido dentro del recipiente y mida la temperatura de descarga empleando un termómetro de bulbo, y si es posible introduzca su mano al fluido descargado para censar dicha temperatura (frío o caliente).

5. RESULTADOS

5.1 Realice un gráfico del equipo utilizando, indicando la función de cada uno de sus componentes.

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5.2

Construya una tabla de presión absoluta (bar) vs temperatura de ebullición (°C) para valores experimentales, como para valores de tablas de vapor de agua y calcule el porcentaje de error.

Presión Temperatura Temperatura % Error =

Ttablas -

gráfico del equipo

1. válvula de descarga del condensado2. manómetro3. termómetro4. válvula de descarga superior5. válvula de nivel

3

4

1

2

5

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1.07 60 101.2778 40.761.27 90 105.9858 15.081.47 102 110.6938 7.851.67 108 114.392 5.591.87 114 115.692 1.462.07 118 121.208 2.652.27 122 124.088 1.682.47 126 126.968 0.762.67 128 129.508 1.162.87 130 131.988 1.513.07 132 134.342 1.743.27 134 136.462 1.803.47 136 138.582 1.863.67 138 140.492 1.773.87 140 142.378 1.674.07 142 144.202 1.534.27 146 145.922 -0.054.47 146 147.642 1.114.67 148 149.26 0.844.87 150 150.86 0.575.07 152 152.39 0.265.27 152 153.79 1.165.47 154 155.19 0.775.67 156 156.59 0.385.87 156 157.99 1.26

5.3 Construir el gráfico de Presión de Saturación Vs. Temperatura de Saturación para el agua, tanto para valores experimentales como para valores de tablas. (Diagramas superpuestos).

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1.071.47

1.872.27

2.673.07

3.473.87

4.274.67

5.075.47

5.870

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Real Experimental

Presión (bar)

Tem

pera

tura

(°C)

6. ANÁLISIS DE RESULTADOS

El siguiente cuestionario contribuirá con el análisis de los resultados para posteriormente definir sus conclusiones sobre la experiencia desarrolla.

6.1. ¿Cuál es la temperatura, dentro del recipiente antes de abrir la válvula superior?

La temperatura dentro del recipiente es de 156°C

6.2. ¿Qué color presenta y cuál es la temperatura del flujo descargado?

Lo que descarga la válvula superior es el vapor vivo el color que se presenta este vapor es blanco y su temperatura es de 153°C

6.3. ¿Qué ha pasado con el vapor al cambiar de presión alta hasta la presión atmosférica?

Se expandió el vapor vivo puede ser utilizado para generar trabajo

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6.4. ¿Cuál es la temperatura dentro del recipiente antes de abrir la válvula inferior, qué color presenta el flujo descargado y cuál es la temperatura de éste?

Temperatura del recipiente es 146°C El color que se presenta el vapor flash es grisy su temperatura es de 140°C

6.5. ¿Qué ha pasado con el líquido al cambiar de presión alta hasta la presión atmosférica?

Se expandió tan rápidamente que se convirtió en vapor flash

7. CONCLUSIONES

Primera: La temperatura y el vapor son directamente proporcionales.

Segunda: En la minifaldera se generó dos tipos de vapor: vapor vivo y vapor flash.

Tercera: El vapor flash se genera cuando un líquido a alta presión pasa a presión atmosférica rápidamente.

Cuarta: El vapor vivo es vapor a alta temperatura, vapor saturado.

Quinta: Cuando se requiere transportar vapor a largas distancias se utiliza trampas de vapor o trampas de condensado.

8. ANEXOS

Vapor flash:

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El vapor flash es una mezcla de vapor saturado y liquido comprimido, se produce cuando vapor a alta presión/temperatura pasa rápidamente a una presión menor, al suceder esto el nuevo liquido con presión menor tiene un “exceso” de entalpia no necesaria para conservar el líquido a la nueva presión de baja; por ello este “exceso” de entalpia se convierte en vapor.

El % de vapor flash generado (rango de flasheo de vapor) puede ser calculado de la siguiente manera:

Hf de presionde alta−Hf de presionde bajaHfg de presionde baja

x 100

Donde:hf1 = entalpía Especifica del Agua Saturada a la Entradahf2 = entalpía Especifica del Agua Saturada a la Salidahfg2 = Calor Especifico del Vapor a la Salida

Este vapor puede ser reutilizado mediante trampas o intercambiadores de calor para maximizar la producción de energía, desde hace 20 años en algunos países latinoamericanos y europeos se implementaron plantas cogeneradoras de energía, en ellas el vapor flash se usa para generar tensión eléctrica

El siguiente link es una calculadora para determinar el porcentaje de vapor flash.Vapor flash, calculo de porcentaje de vapor flash y plantas cogeneradoras de energía.

Fuente: http://www.mundohvacr.com.mx/mundo/2013/07/calculo-de-costo-de-tonelada-de-vapor-flash/ http://www.tecnologiaminera.com/tm/d/actualidad.php?id=919

El vapor flash se produce cuando el agua a alta presión y una temperatura mayor a la temperatura de saturación del líquido a presión baja caen a una baja presión (generalmente atmosférica).

Este vapor flash es una mezcla de líquido comprimido y vapor saturado, por ello su característico color blanco translucido debido al líquido suspendido en partículas pulverizadas, es peligroso y dañino para las tuberías ya que se encuentra en un punto intermedio con la capacidad de convertirse de uno a otro, su expansión repentina puede quebrar las tuberías que derivan en incidentes de trabajo, ocasionando pérdidas económicas y convirtiéndose en un riesgo para los trabajadores.

Para poder calcular el porcentaje de vapor flash, se usara un ejemplo:

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Consideremos 1 Kg de agua a

Cabe añadir que este vapor flash es energía desperdiciada, en respuesta a ello para maximizar la rentabilidad y reducir el impacto ambiental ya hace 30 años comenzó a desarrollarse plantas cogeneradoras de energía.

En estas se aprovecha todos los “calores residuales” no utilizados tradicionalmente para maximizar la producción de energía, se llaman cogeneradoras porque su negocio consiste en vender la energía a la industria. El porcentaje de diferencia varia de: 30% de eficiencia en plantas tradicionales y 73% de eficiencia en plantas cogeneradoras.

Se reduce el impacto ambiental al necesitarse menor cantidad de combustibles para producir mayor cantidad de energía, maximizando utilidades.

UTEC este 29 y 30 de abril dictara una clase en el Hotel Atton en Lima ya que nuestro mercado solo tiene a 5 de estas plantas cogerenadoras.