efecto “dilatación” en el mezcla bifásica agua – vapor

2015
EFECTO “DILATACIÓN” EN EL MEZCLA BIFÁSICA
AGUA – VAPOR DE UNA CALDERA.
Alejandro Palacios Rodrigo
® ROSMANN INGENIERÍA, SOFTWARE Y
MANTENIMIENTO INDUSTRIAL S.L.
1-4-2015
EFECTO “DILATACIÓN” EN LA MEZCLA AGUA – VAPOR DE UNA CALDERA
EFECTO “DILATACIÓN” EN EL MEZCLA BIFÁSICA AGUA – VAPOR
DE UNA CALDERA.
En la última ficha técnica publicada, cuyo título es “Causa – Efecto en la operación y
mantenimiento de calderas” hicimos mención a un efecto denominado “Dilatación” en
referencia a la expansión del agua en el interior de la caldera, el cual estaba producido por una
bajada de presión. Nos ha parecido interesante desarrollar algo más este término tras recibir
algunas consultas.
En realidad, el agua en fase líquida es un fluido muy poco compresible. De hecho para la mayoría
de aplicaciones se considera como fluido incompresible. Entonces ¿a qué se refiere la dilatación?
En la caldera se produce un delicado equilibrio de generación de vapor (en calderas de vapor,
claro. En calderas de agua caliente no se produce este efecto). El vapor producido sube hacia la
superficie, creando burbujas que revientan liberando el vapor.
El tamaño de la burbuja creada depende de la diferencia de presiones entre el interior y el
exterior de la misma, así como de la tensión superficial del líquido. Se necesita mayor presión
de vapor para crear una burbuja en un fluido con mayor tensión superficial.
Cuanto menor es la presión en el exterior del líquido, mayor relevancia cobra la fuerza de tensión
superficial. Cuando la burbuja se forma en el seno del fluido, su tamaño es menor que al llegar
a la superficie. En la superficie, en función de la presión, la burbuja se expande. A medida que
una burbuja se hace más grande, disminuye su presión en el interior, de forma que justo antes
de reventar, su presión está muy poco por encima de la presión exterior.
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EFECTO “DILATACIÓN” EN LA MEZCLA AGUA – VAPOR DE UNA CALDERA
Aumenta el espesor
de la capa de
burbujas
Una de las causas que puede producir este descenso de presión en el interior de la caldera es
precisamente un aumento de la demanda, tal como se explicó en la anterior ficha técnica.
Un control inadecuado de solidos disueltos puede agravar el problema ya que la capa de
burbujas se hace más estable, haciendo que estas tarden más en reventar. Los sólidos disueltos
son fundamentalmente sales, que se diluyen en el agua al ser esta un disolvente polar.
Estas sales aumentan la tensión superficial de la fase líquida, que es la causa de esta estabilidad
de las burbujas.
El espesor de la capa de burbujas se hace mayor. Si se produce un descenso de la presión,
incrementando el tamaño de las burbujas, puede producirse arrastres que contaminen el vapor.
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