Práctica de Termodinámica I - ESPOLDescripción completa
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Informe correspondiente a la determinación de la calidad en una caldera de la materia Termodinámica II. ESPOL.
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Control de Calidad II UnidadDescripción completa
Gino Aguilera
Laboratorio de Termodinámica II Calidad De Vapor De La Caldera Aguilera Soto Gino Moises Facultad de Ingeniería en Mecánica y Ciencias de la roducci!n "FIMC# $spuela Superior olit%cnica del Litoral "$S&L# Guaya'uil ( $cuador gmaguile)espol*edu*ec 5* Dete Determ rmin inar ar la calida calidad d del
Introducci!n $n la presente práctica de laboratorio laboratorio determinar determinaremos emos la calidad del +apor generado por un inter intercam cambia biador dor de calor calor** $l calorímetro 'ue se utili,ará será el de estrangulamiento* $l calorí calorímet metro ro se -undam -undament enta a en la e.pansi!n adiabática del +apor sin reali,ar traba/o e.te e.tern rno o por por lo 'ue 'ue la ener energí gía a del +apor permanece con constan stante te00 las las p%r p%rdid didas por por con+ecci!n 1an de reducirse al mínimo0 para ello el calorímetro y el conducto de uni!n con la ca2ería de +apor 1an de estar aislados t%rmicamente*
&b/eti+os
6* Famil amilia iari ri,a ,ars rse e con con el uso uso de las tablas de +apor de agua* 7* Comprender
-undamentos
los de
los
calorímetros* 4* Conocer
los
inst instru rume ment ntos os y t%cn t%cnic icas as la
muestras*
obtenci!n
de
de
la
cald calder era0 a0 y cono conocer cer cada cada uno de los elementos de la misma*
Fundamentos teóricos: Calorímetro
de
estrangulamiento. estrangulamiento. -Cuando el se
adiabáticamente
e.pande sin
1acer
trab traba/ a/o o e.ter .terno no00 como como por por un ori8cio
e'uipos0
el
-uncionamiento
+apor
3* Comprender
para
+apor de agua obtenido*
por
e/emplo0
las
entalpías a alta presi!n y ba/a pres presi! i!n n son son las las mism mismas as "sin "sino o e.iste
un
+elocidad
cambio del
neto
+apor#*
de $sta
3
Gino Aguilera
e.pansi!n
se
denomina
estrangulamiento*
cambios
de
+elocidad
son
despreciables*
Del Del diag diagra rama ma de Moll Mollie ierr se puede +er 'ue el +apor 19medo
con
entalpía
mayor de 337: ;T<=lbm0 se superc supercali alient enta a cuando cuando se
estra stran ngula gula 1asta asta la
pres presi! i!n n
$l proceso de estrangulamiento
atmo atmoss-%r %ric ica* a*
La
se de8ne por com9 com9nm nmen ente te
h1
=
h2
en
y se utili,a la
práct ráctic ica a
para determinar la calidad del +apor*
temper temperatu atura ra medida medida del +apor
e.pandido0
con/untamente
con
la
pres presi! i!n0 n0 8/a 8/a su enta entalp lpía ía en
la
regi!n
sobr sobrec ecal alen enta tado do00
la
con/untamente
con
de cual cual la
presi!n del +apor 19medo se
puede
obtener
los
+alo +alore res s nece necesa sario rios s para para calcular el porcenta/e de 1ume 1umeda dad d en la mues muestr tra a $l principio anterior se usa en -ormas
calorímetros
en
alta presi!n es estrangulada a una una pres presi! i!n n meno menorr ento entonc nces es00 dent dentrro de cier cierto tos s lími límite tes0 s0 se +ol+er +ol+erá á recal recalent entado ado00 punto punto 4* $n la cond condic ici! i!n n recal ecalen enta tada da00 podemos medir su presi!n y su temper temperatu atura0 ra0 locali locali,ad ,ado o así el punto
4*
Con
temperatura
la
presi!n
conocidas0
y se
puede puede obtene obtenerr la entalp entalpía ía 140 con las tablas de recalentado* recalentado*
de +apor 19medo* +arias
Si una muestra de este +apor a
$ntonces>
los
h2
de
= h f + x(h g − h f )
estr estran angu gula lami mien ento to00 uno uno de los los cual cuales es inco incorp rpor ora a un pe'u pe'ue2 e2o o ori8cio para la e.pansi!n de la
Con la cual se puede 1allar ?0
mues muestr tra a de +apo +aporr 1aci 1acia a una una
buscando las entalpías 1g y 1-
cámara cámara donde donde la temper temperatu atura ra
'ue 'ue
del +apor e.tendido es medida
presi!n conocida 3*
cor corresp esponden nden
a
algu algun na
a la pres presi! i!n n atmo atmoss-%r %ric ica* a* Los
4
Gino Aguilera
h2
= h g + C p ∆T = h2 g + 0.48∆T sh
∆T sh
Como de ordinario se re'uiere
Donde en grados de recalentamiento en el punto 4 y se obtiene de>
el má.imo grado de precisi!n0 el cálcul cálculo o puede puede simpli simpli8ca 8carse rse con
el
empleo
del
c a lo r
∆T sh = (Temp .recalent 2 − Temp de seturación seturación para P 2)
espe especí cí8c 8co o de +apo +aporr a pres presi! i!n n constante*
$
la
8gura
se
Calo Calorí ríme metr tro o* ara ara 1all 1allar ar el
obser+a 'ue la entalpía en 4 es
título de +apor permitimos 'ue
igua iguall a la del del +apo +aporr satu satura rado do00
una muestra del mismo circule
1g0 mas la ent entalpía para el
dentro
recalentado desde g 1asta 4*
conoci conocido do como como calorí calorímet metro ro de
$l calor para recalentar el +apor @ s1
se calcula con
Cp∆T
de
un
instrumento
estrangulamiento y de %l salga a la atm!s-era* Antes de 'ue se
por'ue
tomen
las
lecturas
en
el
los puntos g y 4 están en una
calo calorí ríme metr tro0 o0 el +apo +aporr debe deberá rá
cur+a de presi!n constante para
tener el tiempo su8ciente como
las
para
condiciones
'ue
se
conseguir
un
estado
encuen encuentra tran n en un calorí calorímet metro ro00
interno
estacionario0
el
el Cp para el +apor puede
su8c su8cie ient nte e para para 'ue 'ue toda todas s las las
tomarse como>
partes partes se calien calienten ten 1asta 1asta una temperatura 'ue se mantenga cons consta tant nte* e* ara ara mant manten ener er las las
Cp
Btu = 0.48 Lbm° F
cond condic icio ione nes s
adia adiabá bátticas icas00
instrumento aislado0
y
deberá para
el estar
'ue
los
resultados sean de con8an,a0 el De mod modo 'ue 'ue para ara una una libr libra a tenemos>
+apor apor
debe deberá rá
tener ener
cuan cuando do
5
Gino Aguilera
menos 3:BC de recalentamiento
temperatura y la presi!n serán
en el calorímetro*
de saturaci!n*
Si el +apor está muy 19medo inicialmente0
puede
no
transtrans-orm ormars arse e en recal recalent entado ado en el calorímetro0 en cuyo caso las lecturas del calorímetro no tienen
sentido0
pues
la
Tabla de las ma'uinas +istas en la práctica de calidad de Tabla +apor $'uipo Caldera
Dep!sito Diesel
Imagen del $'uipo
Detalles de laca Modelo> Minipac 5 Serie> G454 Marca>T1ompson
de
6
Gino Aguilera
Calorí Calorímetr metro o de estrangulamien to
;ar!metro
Descripci!n de los $'uipos •
• •
•
Caldera* $s una ma'uina usada para producir +apor0 y con una presi!n 'ue mue+e una turbina o cual'uiera otra aplicaci!n* Dep!sito de Di%sel* $s el lugar donde se almacena el di%sel* Calorímetro de estrangulamiento* Se utili,a para determinar la calidad de una me,cla saturada de +apor de agua* ;ar!metr ;ar !metro* o* $s un instrumento utili,ado para medir la presi!n atmos-%rica*
PROCEDIMIENTO EPERIMENT!": 3* Lueg Luego o 'ue 'ue el inst instru ruct ctor or del del labo labora rato torio rio enci encien enda da la cald caldera era00 esperar 1asta 'ue el e'uipo llegue a la presi!n de traba/o y comience a circular +apor saturado en la caldera*
7
Gino Aguilera
4* Apunte Apunte los +alores +alores de presi!n presi!n y temperatur temperatura a de operaci!n operaci!n de la caldera* 5* Abra la +ál+ula +ál+ula 'ue 'ue permite permite el paso paso a la línea línea 'ue lle+a lle+a +apor +apor a los calorímetros* 6* Tome ome la lect lectur ura a de pres presi! i!n n del del +apo +aporr ante antes s de ingr ingres esar ar al calorímetro* 7* Abra Abran n las las +ál+ +ál+ul ulas as 'ue 'ue cont contrrolan olan el u/o u/o de +apo +aporr 1aci 1acia a el calorímetro de estrangulaci!n y espere 'ue se de el e'uilibrio t%rmico* * onga onga en -uncion -uncionami amient ento o la línea línea de agua agua de aliment alimentaci! aci!n n al tan'ue del calorímetro* E* $spere $spere a 'ue la presi!n presi!n dismin disminuya uya 1asta 1asta un +alor +alor estable* estable* * Tome las lecturas lecturas de presi!n presi!n y temperatura temperatura del +apor +apor a la salida salida del calorímetro* * Tome la lectura lectura de la presi!n presi!n barom barom%trica %trica 3:*
Hepita la toma de lecturas regulando el
u/o de +apor 'ue ingresa al calorímetro*
Hesultados
Condiciones iniciales resi!n Atmos-%rica psi Temperatura Temperatura Ambiente C
$l +apor de agua 'ue sale de la caldera y entr entra a al calo calorí ríme metr tro o de estrangulaci!n debe tener una calidad mayor a :*7 debido a 'ue las gotas de agua da2arían la má'uina* Se pued puede e calc calcul ular ar la calid calidad ad del del agua agua con las tablas de +apor de agua o con el calor espe speci8 i8c co del agua dado 'ue el cam cambio de temperatura es pe'ue2o* $l +alor de la entalpia +aria poco si lo calculamos con las tablas de +apor o si lo calcu calculam lamos os con con calo calorr especi8co*
•
•
•
;ibliogra-ía • •
Hecomendaciones •
Los datos tomados de presi!n y temperatura deb deben ser tomados dos una +e, 'ue se d% el e'uilib e'uilibrio rio termino termino00 es
decir cuando l os +alores +alores se mantengan mantengan 8/os*
•
NNN*NiOipedia*com 1ttps>==booOs*google*c om*ec=booOsP isbnJE:4:E7E6 YUNU YUNUS S A. CENGEL GEL MICH ICHAEL AEL A, BO BOL LES, term termod odin inám ámic ica, a, Mc. Mc. Graw Hill.
