LABORATORIO N°3 CALDERIN CURSO: TERMODINAMICA I DOCENTE: MERA ANDIA JOSE LUIS TITULO: CALDERIN ALUMNO: GUILLERMO VELASQUEZ JUAN MONTES HILARES JORGE ALONSO VALENTE MAIHUIRI JUNIOR ZAMALLOA PRUDENCIOA PRUD ENCIOAYERTON YERTON AMIR
OBJETIVOS:
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Todos Todos los integrantes sepan bien, que entiendan y tengan clara la guía de laboratorio al realizar el experimento. :El hervi ervid dor cilí cilínd ndri rico co,, válvu álvula la alimentación, manómetro, etc.
de
desc descar arga ga,,
válv válvul ula a
de
Tambin Tambin se debe tener en cuenta la teoría del experimento de la caldera !arcet. tener en cuenta que la caldera de !arcet permite determinar los valores de la presión y la temperatura del vapor saturado h"me h"medo do del del agua agua comp compre rend ndid idas as entr entre e la pres presió ión n atm atm y #$ bares, es importante tener en cuenta.
%e debe tener bien claro todas las normas de seguridad que se deb debe apli aplica carr cuan cuando do entr entrem emo os a labo labora rato tori rio o, en plen pleno o experimento,
DESCRIPCCION DEL APARATO
CALDERA DE MARCET &on este equipo de ensayo ensayo se puede demostrar demostrar la relación relación entre la p re s i ó n y l a t e m p e r a t u r a d e l v a p or o r d e a g u a s a t u ra ra d o y s e podrá obtener la curva de p resión de saturación. 'a temperatura temperatura y la presión presión se podrá observar continuamente continuamente a traves traves de un termó termóme metr tro o y de un manóm manómetr etro o de (ourb (ourbon. on. &omo &omo dispos dispositi itivo vo de seguridad se dispone de una válvula válvula de alivio. 'os 'os experimentos experimentos con vapor muy caliente se deberían llevar a cabo sólo ba)o la supervisión de personal con la preparación adecuada El aparato está estructurado de la siguiente *orma:
# hervidor cilíndrico, en el cual se se introduce introduce el agua necesaria para el el ensayo+
cuadr cuadro o elctr elctrico ico de contr control ol de la resiste esistenci ncia a elctr elctrica ica para para el calentamiento y la evaporación del agua+
- válvula de descarga+ válvula de alimentación+ / manómetro para la lectura de la presión relativa en el hervidor+ 0 termó termóme metr tro o de mercur mercurio io para para la lectur lectura a de la temper temperat atura ura en el hervidor+
$ válvula de seguridad+ 1 válvula para regular la cantidad máxima de agua en el hervidor+ 2 resistencia resistencia elctrica blindada+ #( presostato de seguridad.
CAMB CAM B IO DE ESTADO LÍQUIDO-AE LÍQU IDO-AE RIFORM E
3n vapor cualquiera en presencia del líquido del cual es producido y en cond condic icio ione nes s de equi equili libr brio io tr trmico mico con con el mism mismo o tien tiene e una una temp temper erat atur ura a per* per*ec ecta tame ment nte e dete deterrmina minada da por por cada cada valo valorr de la presión. 4ara los vapores, por tanto, es posible escribir una relación 5pt6 7( que expresa la correspondencia entre los valores de la presión y de la temperatura. 4ero es necesario tener en cuenta una advertencia. %e ha habl hablad ado o de vapo vaporr en pres presen enci cia a del del líqu líquid ido o del del cual cual es pro producid ucido o. %i en el esp espacio acio no ocupa cupad do por por el líqu líquid ido o no se encuentra sólo su vapor sino tambin un gas, por e)emplo aire, el problema se complica.
%i se suministra calor al agua contenida en el hervidor, el resultante aume aument nto o de acti activi vida dad d a nive nivell mole molecu cula larr prov provoc oca a una una siem siempr pre e creciente creciente liberación liberación de las molculas desde la super8cie super8cie del líquido líquido hasta obtener el equilibrio. 'a condición de equilibrio es *unción de la presión que act"a sobre la super8cie de separación líquido9vapor+ cuanto menor es la presión, tanto mayor será la *acilidad con la cual las molculas abandonarán la super8cie liquida, y por tanto será su8ciente suministrar una menor cantidad de calor para alcanzar el punto de equilibrio 5ebullición6. 'a temperatura a la cual se veri8ca la condición de equilibrio a una determinada presión se denomina temperatura de saturación.
Cara!"r#$!%a$ &" 'a %($!a'a%)( El grupo necesita alimentación elctrica e hídrica.
Al im e nt ac io ne s •
•
Elctrica: (( absorbida de => <ídrica:
;
9
/(
con
potencia
máxima
desde la red
Descargas
3na 3na para para la desc descar arga ga del agua agua en el herv hervid idor or por medio medio del portagoma de la válvula - y una para para la la descar descarga ga del del vapor vapor en el caso caso de de interv intervenc ención ión de de la válvula de seguridad 5$6, a travs del portagoma de la misma. Predisposición al ensayo •
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&onectar con el tubo ?exible en dotación los dos portag portagoma omas s de las válvulas válvulas 5-6 5-6 y 5$6 y canaliza canalizarlo rlo en un pozuelo de descarga. &onectarse siempre por medio del tubo ?exible de la red hídrica al portagoma de la válvula 56. &onectar el cuadro elctrico 56 con la alimentación elctrica. &olocar el termómetro 506 en su alo)amiento, introduciendo en el pozu pozuel elo o algu alguna nas s gota gotas s de aceit aceite e para para me)or me)orar ar la transmisión del calor.
#
PROCEDIMIENTO
# &err &errar ar las las valv valvul ulas as -, , 1. Antroducir cir el agua en el hervi rvidor dor abriendo la valvula de alimentacion y la valvula de regulacion 1 hasta que el agua salga desde el portagoma de la misma. - &err &errar ar la val valvul vula a de alim alimen enta taci cion on.. Be)ando abierta la valvula de regulacion 1, insertar la resi resist sten enci cia a elec electr tric ica a 2 puls pulsan ando do el boto boton n negr negro o del del cuad cuadro ro electrico . / Espera Esperarr hasta hasta que el vapor vapor salga salga libre libremen mente te *uera *uera de la valvula valvula 1. Estoa sirve para cerciorarse de que todo el aire haya sido expulsado el hervidor. 0 Cdquirir Cdquirir la tempe temperatura ratura del termomet termometro ro 0 y la presi presion on ambient ambiente e 5
patm
6, lueg luego o cer cerrar rar la valv valvul ula a 1 y saca sacarr el tubo tubo desd desde e el
portagoma de la valvula . $ 4roseguir en el calentamiento y adquirir la lectura del termometro 0
t cal
con aumentos de presion relativa de un bar
5por 5por medi medio o del del mano manome metr tro o /6, /6, hast hasta a una una pres presio ion n rela relati tiva va maxima de #$ bar. 1 Bescon Besconect ectar ar el calentad calentador or 2 pulsand pulsando o el boton boton ro)o del del cuadro cuadro elec electr tric ico o y proc proced eder er a una una anal analgo goa a seri serie e de lect lectur uras as del del termometro 0
t enfr
a medida que la caldera se en*ria.
2 Bura Burant nte e la e)ecu e)ecucio cion n del ensay ensayo o no se deben deben abrir abrir nunca nunca las valvulas -, , 1.
EJEMPLO NUMERICO %e trascriben a continuación los resultados de algunas mediciones
realizadas con el procedimiento descrito.
+r"' ,ar.
+a$ ,ar.
Ta' ,°C.
T"(/r ,°C .
!0"&%a ,°C.
1
#
2
###
##
229
8
-
#1
#-/
232
3
##
#,/
2725
7
/
#2
#/
21
0
#/$
#/1,2
255
9
$
#0-
#00
297
5
1
#02
#$#
251
4
2
#$/
#$$
259
;
#(
#$2
#1#
241
21
##
#1-
#1
243
22
#
#1$
#12
244
28
#-
#2#
#2,/
2;25
23
#
#2/
#20,/
2;5
27
#/
#2$
((
2;4
2
#0
(#
(-
818
29
#$
(
(0
81
25
24
815
81;
814
RESULT RESUL TADOS OBTENIDO E*PERIMENTALMENTE +r"' ,ar.
+a$ ,ar.
Ta' ,°C.
T"(/r ,°C .
!0"&%a ,°C.
1
2 267 862
1 221 281
22 281 28
456 22 2886
(. #.#
#.1 .1 -.1 /
864 364 764 9
231 271 21 291
23 271 21 291
2386 271 21 291
GRAFICAS EN CUADRO COMPARATIVO DE LAS PRESIONES ABSOLUT ABSOLUTAS AS
$ 0 /
@EC' ED4E@A!ETC'
# (
GRAFICAS EN CUADRO COMPARATIVO DE LAS TEMPERATURAS MEDIAS
#1( #1( #0( #0( #( #( #( #( @EC'
#(( #((
ED4E@A!ETC' 1( 0( ( ( (
GRAFICAS EN CUADRO COMPARATIVO DE LAS TEMPERATURAS DE ENFRIAMIENTO #1( #1( #0( #0( #( #( #( #( @EC'
#(( #((
ED4E@A!ETC'
1( 0( ( ( (
SEG URIDAD
En la cald caldera era han han sido sido inst instala alado dos s por por moti motivo vos s de segu seguri rida dad d dos dos dispositivos adecuados para intervenir en casos de mal *uncionamiento del calentador. calentador. El primero, montado en la parte superior del hervidor, es una válvula de seguridad 5$6 calibrada en el banco a una presión de #1 bar. El segun egundo do,, montad ntado o en la part arte in*e in*eri rior or del herv hervid ido or, es un presostato de seguridad 5#(6 calibrado en el banco a una presión de #$ bar. 'as 'as válv válvul ulas as de segu seguri rida dad, d, inst instal alad adas as en una una tube tuberí ría a o en un recipiente en presión, impiden que la presión del ?uido supere un determinado valor. &uando la presión alcanza el valor de calibración, la válv válvul ula a comi comien enza za a abri abrirs rse e auto automá máti tica came ment nte, e, desc descar arga gand ndo o el caudal de ?uido necesario para disminuir la presión ba)o el valor de calibración. 'os presost presostatos atos,, dispositiv dispositivos os automátic automáticos os de control control instalado instalados s en tuberías o recipientes en presión, intervienen 5como las válvulas de seguridad6 cuando el ?uido a controlar desarrolla una presión superior al valor predeterminado o de calibración. 3tilizados para este 8n los presostatos de seguridad act"an sobre la alimentación elctrica 5en nuestro caso sobre la resistencia elctrica 526, y la interrumpen cuando se alcanza el valor precon8gurado.
CONCLUSIONES
Cprenderá a conectar el tubo ?exible en dotación, con los dos porta gomas de las válvulas y canalizarlo en un pozuelo de descarga. El porta goma de la válvula así como conectar el cuadro elctrico con la alimentación elctrica y por ultimo colocar el termómetro en su alo)amiento, introduciendo en el pozuelo algunas gotas de aceite para me)orar la transmisión del calor. Cgua en el hervidor, por medio del porta goma de la válvula, hay una descarga del vapor, en la intervención de la válvula de seguridad, a travs del portal goma de la misma.
RECOMENDACIONES
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Amportante la guía del manual de laboratorio de Termodinámica para para realiz realizar ar y mane)a mane)arr adecua adecuadam dament ente e los instru instrumen mentos tos de laboratorio. Amportante tener los conocimientos de la clase en el laboratorio de Termodinámica. ermodinám ica. todas todas las normas normas de seguri seguridad dad que se debe debe aplica aplicarr cuando cuando entremos a laboratorio. Amport Amportant ante e el conoci conocimie miento nto de la teoría teoría del exper experime imento nto de laboratorio en este caso de la caldera !arcet tanto en clase y aprendido en otro lugar de estudio.
