INFORMACION TÉCNICA Presión de Vapor Por Ing. Ernesto Cidad Publicación digital en www.m3hweb.com Nota publicada en m3h revista – Registro de propiedad intelectual realizado y vigente. La reproducción parcial o total está penada por ley Nº11.723. Mayor información: info@emetreshache.com
La Presión de Vapor es un parámetro fundamental en el estudio de las bombas, principalmente en los estudios de NPSH (ANPA), para determinar el fenómeno de cavitación. En esta IT explicaremos de qué se trata. PRESIÓN DE VAPOR Sabemos que los líquidos se pueden convertir en gases y viceversa. El ejemplo que todos tenemos en mente es el de calentar un cazo lleno de agua hasta que comienza a burbujear, es decir, hasta que comienza a hervir. Es fácil entender que aumentando la Temperatura podemos “vaporizar” un líquido. Pero, ¿podríamos vaporizar dicho líquido manteniendo una temperatura constante? La respuesta es sí: cuando se alcanza la Presión de Vapor. La Presión de Vapor de un fluido a una cierta temperatura es aquella en la que coexisten las fases líquida y vapor. A esa misma temperatura, cuando tenemos una presión mayor que la presión de vapor, habrá sólo fase líquida y cuando tenemos una presión menor que la presión de vapor, habrá sólo fase vapor. El gráfico siguiente, llamado isotérmico, ilustra el fenómeno antes descrito:
Nota publicada en m3h revista – Registro de propiedad intelectual realizado y vigente. La reproducción parcial o total está penada por ley Nº11.723. Mayor información: info@emetreshache.com
INFO TÉCNICA
Publicado en Versión Digital Año 12 – Febrero 2015 Publicación digital en ww.m3hweb.com
Cabe destacar que a medida que aumenta la temperatura, la presión de vapor aumenta; así en caso de que la temperatura se eleve hasta un punto en que la presión de vapor iguale, por ejemplo, a la presión atmosférica, el líquido se vaporizará, dando origen al fenómeno de la ebullición (Equivaldría al “pico” de la campana en la gráfica, el valor de T5. Siguiendo el ejemplo del agua, T5 = 100ºC que es la temperatura a la que el agua hierve a presión atmosférica. En este caso la Presión de vapor sería igual a la Presión atmosférica = 10,33 mca). La presión de vapor tiene una importancia fundamental en el estudio de las bombas, principalmente en los cálculos de NPSH (ANPA). Es necesario hacer un estudio de la Presión de Vapor en equipos de bombeo en los que pueda aparecer cavitación para evitar daños en los equipos. La cavitación es la evaporación del líquido circulante a temperatura constante por un descenso brusco de la presión (hasta alcanzar la presión de vapor). Para saber más sobre cavitación y sobre cómo calcular ANPA disponible acceda a la IT: Cálculo de ANPA disponible
VALORES DE Pv SEGÚN LA ALTITUD O LA TEMPERATURA La Presión de Vapor (Pv) varía en función de cada fluido, y depende de condiciones como Altitud y Temperatura. Estos valores nos indican cual es la presión necesaria para que el fluido no tienda a vaporizarse en caso de estar expuesto a altas temperaturas o operando en zonas altas. Imaginemos que trabajamos a 500 msnm (metros sobre el nivel mar) y que nuestro equipo de bombeo impulsa agua a una temperatura de 50ºC. Mediante las tablas que se adjuntan más abajo se obtienen los valores de Pv, para agua limpia. Sumados ambos nos dan el valor de Pv= 0,625 + 1,25 = 1,875 mca , correspondientes para agua limpia a esa altitud y temperatura. En esas condiciones, el agua circulante comenzará a burbujear (se vaporizará), si la presión en algún punto de la tubería es igual o menor a 1,875 mca, provocando el fenómeno de cavitación.
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TABLAS PARA CALCULAR LA Pv DEL AGUA EN FUNCIÓN DE LA ALTITUD Y LA TEMPERATURA
ALTITUD (ASNM)
PRESIÓN VAPOR Pv
Temperatura
PRESIÓN VAPOR Pv
metros
mca
en °C
mca
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2200 2400 2600 2800 3000 3500 4000
0,125 0,25 0,375 0,5 0,625 0,75 0,87 0,99 1,11 1,22 1,33 1,44 1,55 1,66 1,77 1,88 1,99 2,09 2,19 2,29 2,49 2,68 2,87 3,05 3,23 3,65 4,06
10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 72 74 76 78 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 100
0,125 0,173 0,236 0,32 0,43 0,57 0,745 0,97 1,25 1,6 2,04 2,55 3,16 3,45 3,77 4,1 4,45 4,8 5,22 5,65 6,12 6,62 7,15 7,71 8,31 8,95 9,6 10,33
Altura sobre el nivel del mar
TEMP
*Cualquier duda recuerden que tienen el consultorio técnico disponible escribiendo a consultorio@guiadebombas.com