Curso de distribución del vapor en instalaciones industriales (página 2)

Los filtros, sin embargo, pueden ser fuente de problemas de golpe de ariete como se mencionó anteriormente. Para evitar esto, cuando forman parte de una línea de vapor, los filtros deben montarse con la cesta en posición horizontal.

Método de purga de línea.

La utilización de purgadores es en método más eficaz de drenar el condensado de un sistema de distribución de vapor.

Los purgadores usados para drenar la línea deben ser adecuados para en sistema, y tener la capacidad suficiente para evacuar la cantidad de condensado que llegue a ellos, con las presiones diferenciales presentes en cualquier momento.

En primer requerimiento es fácil de tratar; la presión máxima de trabajo en el purgador puede ser conocida, o encontrarla fácilmente. El segundo requerimiento, la cantidad de condensado que llega al purgador bajo condiciones de trabajo, cuando sólo las pérdidas de calor en la línea provocan la condensación del vapor, se puede calcular, o encontrarlo en la Tabla 3 (página 32) con una precisión aceptable.

Debe recordarse que los purgadores que purgan el colector de caldera, pueden ser necesarios para descargar en agua arrastrada con el vapor desde la caldera.

Una capacidad total de hasta en 10% de la capacidad nominal de la caldera es razonable. En el caso de los purgadores montados a lo largo de la tubería, la tabla 3 de la página 32, muestra que si los puntos de purga no están más alejados de 50 m, como se recomienda, normalmente será suficiente con la capacidad de un purgador de baja capacidad de 15 mm, para evacuar las cargas de condensado. Sólo en aplicaciones poco comunes, de muy altas presiones (por encima de 70 bar), combinadas con tuberías de gran tamaño, serán necesarios purgadores de mayor capacidad.

Cuando las líneas de vapor se paran y se ponen en marcha con frecuencia deberá prestarse más atención. Las cantidades de condensado que se forman mientras las tuberías se calientan hasta la temperatura de trabajo, están listadas también en la Tabla 3 de la página 32. Como se trata de masas de vapor más que de caudales de vapor, lambien debe tenerse en cuenta en tiempo que lleva el proceso de calentamiento. Por ejemplo, si una tubería alcanza la presión de trabajo en 20 minutos, entonces en flujo por hora será 60/20, ó 3 veces la carga que indica la tabla.

Durante la primera parte del proceso de calentamiento, la velocidad de condensación será al menos igual a la velocidad media. No obstante, la presión en la tubería sólo será ligeramente superior a la presión atmosférica, quizás en 0,05 bar. Ello significa que la capacidad del purgador se verá consecuentemente reducida. En esos casos, en que las cargas de puesta en marcha son frecuentes, un purgador DN15 con capacidad normal será una mejor elección.

Lo expuesto pone también de relieve otra de las ventajas de los pozos de goteo de gran tamaño, que durante la puesta en marcha puedan albergar en condensado mientras la presión de vapor no es suficientemente alta como para expulsarlo a través del purgador.

Elección de purgadores.

La especificación de un purgador para una línea de distribución debe considerar ciertos aspectos.

• El purgador debe descargar a, o muy cerca de la temperatura de saturación, a no ser que la tubería de enfriamiento sea larga entre el punto de purga y el purgador. Esto significa que a menudo la elección esta entre purgadores mecánicos, como los de boya o de cubeta invertida y los purgadores termodinámicos.

• Cuando las tuberías discurren por el exterior de edificios y existe la posibilidad de que las heladas causen daños, el purgador termodinámico es preeminente. Incluso si la instalación es tal que deja agua en el purgador cuando se para la línea y se produce una helada, En purgador termodinámico se descongela sin sufrir daños cuando se vuelve a poner en marcha la instalación.

• Históricamente, en instalaciones de diseño pobre, donde en golpe de ariete podría ser frecuente, los purgadores de boya podían no ser ideales a causa de la susceptibilidad del flotador a ser dañado. Sin embargo, los diseños y las técnicas de fabricación contemporáneos, producen unidades extremadamente robustas para la purga de líneas. Los purgadores de bola son la primera elección para utilizar con separadores. Las altas capacidades que alcanzan fácilmente y su respuesta casi inmediata a los aumentos rápidos de caudal, son características muy apreciadas.

• Los purgadores termodinámicos son también adecuados para purgar líneas de gran diámetro y longitud, especialmente cuando en servicio es continuo. Los daños causados por heladas son, en consecuencia, menos probables.

En la Figura 21 se muestran los purgadores que se utilizan típicamente para purgar el condensado de las líneas distribución.

En tema de la purga de vapor se trata más detalladamente en la guía de referencia técnica "Purga de Vapor y Eliminación de Aire".

Fugas de vapor.

Las fugas de vapor son también ignoradas a menudo. Sin embargo, las fugas de vapor pueden tener un alto coste tanto en sentido económico como ambiental y por tanto, requieren de pronta atención para asegurar que el sistema de vapor trabaje con un rendimiento óptimo y un mínimo impacto ambiental.

Por ejemplo, por cada litro de fuel-oil muy viscoso quemado innecesariamente para compensar las fugas de vapor, se emiten aproximadamente 3 kg de dióxido de carbono a la atmosfera.

La Figuera 22 ilustra la perdida de vapor para diversos tamaños de orificios y está pérdida puede ser fácilmente traducida en ahorro anual, basándola en 8 400 ó 2 000 horas de funcionamiento al año.

Resumen.

Para resumir esta sección, una debida alineación de las tuberías y purga significa observar estas simples reglas:

• Deben instalarse las tuberías de manera que desciendan en la dirección del flujo, con una pendiente no inferior a 40 mm por cada 10 m de tubería.

• Las líneas de vapor deben purgarse a intervalos regulares de 30 – 50 m, así como en cualquier punto bajo del sistema.

• Para instalar un punto de purga en un tramo recto de tubería, deberá utilizarse un pozo de goteo de gran tamaño, que pueda recoger el condensado.

• La tubería debe montarse de manera que haya en mínimo de puntos bajos donde se pueda acumular el agua. Si se montan filtros, deben montarse con la cesta en posición horizontal.

• Las conexiones de las derivaciones deben partir de la parte superior de la línea, para tomar en vapor más seco posible.

• Debe considerarse la instalación de un separador antes de cualquier equipo que utilice el vapor, para asegurar que recibe vapor seco.

• Los purgadores elegidos deben ser robustos para evitar el riesgo de daños por golpe de ariete, y ser apropiados para su entorno (por ejemplo heladas).

Dilatación y soportes de tuberías.

Dilatación.

Las tuberías siempre se instalan a temperatura ambiente. Cuando transportan fluidos calientes, como agua o vapor, funcionan a temperaturas superiores y por lo tanto, se expanden, especialmente en longitud, al pasar de temperatura ambiente a la temperatura de trabajo.

Esto creará tensiones en ciertas zonas del sistema de distribución, como las juntas de las tuberías, que pueden llegar a romperse. La dilatación puede calcularse mediante la siguiente ecuación, o encontrarse en los gráficos adecuados.

Alternativamente, se puede determinar la dilatación de la tubería mediante la Tabla 6 (página 41) para el cálculo de dilatación en 10 m de tubería de distintos materiales. Los gráficos como el de la figura 34 (página 42) son también un método fácil para determinar la dilatación.

Flexibilidad de la tubería.

La tubería debe ser suficientemente flexible para adaptarse a los movimientos de los componentes al calentarse. En la mayoría de los casos la tubería tiene suficiente flexibilidad natural, gracias a unas longitudes razonables y a la cantidad de curvas. En otras instalaciones, será necesario incorporar medios para lograr la flexibilidad necesaria. Cuando el condensado de una línea de transporte es drenado por el purgador a una línea de retorno que discurre paralela a la línea de vapor, debe tenerse en cuenta la diferencia de dilataciones. Esta diferencia es debida al cambio de temperaturas o al índice de dilatación del material de las tuberías.

La línea de vapor estará a una temperatura mucho más alta que la de retorno de condensado y los dos puntos de conexión tendrán un movimiento relativo durante en calentamiento del sistema. Deberá aportarse algo de flexibilidad a la conducción del purgador para que las conexiones del ramal no sufran tensiones excesivas. (Véase la Figura 23).

La magnitud del movimiento que deberá soportar la tubería y cualquier elemento incorporado, puede reducirse mediante el "Estirado en Frío". Primeramente se calcula la dilatación total para cada una de las secciones entre los puntos de anclaje fijo. La tubería se deja tanto más corta como la mitad de esta dilatación total, y se estira en frio, con tornillos tensores aplicados sobre la brida de una junta, de manera que a temperatura ambiente, la tubería quede sometida a esfuerzos en una dirección. Cuando se caliente en sistema hasta la mitad de la temperatura, la tubería no soportará esfuerzos. A la temperatura de trabajo y habiéndose dilatado completamente, la tubería soportará esfuerzos en la dirección opuesta.

La diferencia es que en lugar de variar la tensión entre 0 F y + 1 F unidades de fuerza, la tensión en la tubería variará entre; ½ F y + ½ F unidades de fuerza.

En la práctica, la tubería se monta con un espaciador, de longitud igual a la mitad de la dilatación entre dos bridas. Cuando la tubería está del todo instalada y anclada, se desmonta el espaciador y se aprieta bien la conexión (Véase la Figura 24).

Si la parte restante de la dilatación no es absorbida por la flexibilidad natural de la tubería, pedirá la utilización de un accesorio de expansión.

La dilatación y en soporte de las tuberías en la práctica, puede clasificarse en las tres áreas siguientes como demuestra a continuación en la Figura 25.

El punto fijo (A) es un dato de posición desde donde comienza la dilatación. El punto de guía (B) permite el movimiento libre de dilatación de la tubería, manteniendo a la vez la alineación.

Los patines son el método ideal de soporte de las tuberías, pues les permiten el movimiento en dos direcciones. Para las tuberías de acero, los patines deben estar fabricados en material férrico y para tuberías de cobre, deben ser de material no férrico.

Es bueno montar una abrazadera a las tubería soportadas por patines, atornillándolas a un soporte cada no más de 6 m, para mantener la tubería alineada mientras se dilata o se contrae.

Cuando se deben soportar dos tuberías, no es una buena solución montar la tubería inferior colgada de la tubería superior con una abrazadera. Esto provocaría una tensión extra sobre la tubería superior, cuyo espesor ha sido dimensionado para soportar normalmente las tensiones de su presión de trabajo.

Todos los soportes de tuberías deben estar especialmente diseñados para adaptarse al diámetro exterior de la tubería en cuestión.

El accesorio de expansión (C) es un método de adaptación a la dilatación. Estos accesorios se montan en la línea, y están diseñados para acomodar la dilatación, sin que cambie la longitud total de la tubería.

Accesorios de dilatación:

Curva completa (Figura 28)

Esto es simplemente una vuelta completa de la tubería y es preferible montarla horizontalmente que en posición vertical, para evitar que se acumule el condensado en su interior.

El lado de salida ha de pasar por debajo del lado de la de entrada y debe prestarse mucha atención y no montarla al revés. Cuando las curvas completas se vayan a montar en espacios limitados, asegúrese al hacer el pedido, para evitar que le suministren del lado contrario al que se requiere.

Al dilatarse, la curva completa no produce una fuerza en oposición a la dilatación de la tubería, como sucede con otros tipos de accesorios, pero cuando hay presión en su interior, existe una ligera tendencia a disminuir la curvatura, lo que produce una dilatación adicional en las bridas.

Lira o herradura (Figura 29)

Cuando se dispone de espacio algunas veces se utiliza este tipo de accesorio. Lo mejor es montarla horizontalmente para que la curva y la tubería estén en el mismo plano por las mismas razones que la curva cerrada.

La presión no tiende a abrir los extremos de la curva pero hay un ligero efecto de tensión hacia el exterior debido al diseño, que no causa desalineación en las bridas.

En otros casos, la "curva" se fábrica con tramos rectos de tubería, y curvas de 90º. Esto puede no ser efectivo y requiere más espacio, pero cumple con las mismas necesidades. Si este dispositivo se monta verticalmente, deberá disponerse un punto de purga antes de la lira.

Curvas de dilatación (Figura 30).

Las curvas de dilatación se pueden fabricar con tramos rectos de tuberías y codos soldados en las juntas. Los valores de expansión que se pueden absorber en tales conjuntos se muestran en las Figuras 35 y 36 de la página 43.

Junta deslizante (Figura 31)

Se usan frecuentemente por el reducido espacio que ocupan, pero es imprescindible que la tubería esté rígidamente anclada y guiada, siguiendo las instrucciones del fabricante. Si no es así, la presión de vapor que actúa sobre la sección transversal del casquillo de la junta, tiende a provocar un movimiento en oposición a las fuerzas debidas a la expansión de la tubería. Si no está bien alineada, el casquillo se curvará, por lo que también será necesario un mantenimiento regular del prensaestopas.

Fuelles (Figura 32)

Un simple fuelle tiene la ventaja de ser un accesorio que se monta en la línea y no requiere empaquetadura, como en el caso de la junta deslizante. Pero presenta las mismas desventajas que la junta deslizante en cuanto que la presión interior tiene tendencia a alargar el accesorio, por la que los anclajes y las guías deben ser capaces de soportar estas fuerzas.

Los fuelles, no obstante, se pueden incorporar a diversos dispositivos de expansión de diseño adecuado, como se muestra En la Figura 33 de la página 39, que es capaz de absorber no sólo el movimiento axial, sino que también absorbe parte del desplazamiento lateral y angular. Como en el caso anterior, la instalación debe cumplir las instrucciones del fabricante.

Para que los accesorios de expansión trabajen correctamente, la tubería deberá estar bien anclada en algún punto entre los dispositivos de expansión. También es muy importante que esté bien guiada para que ningún movimiento interfiera en la pendiente de diseño lacia los puntos de purga.

Distancia entre soportes de tuberías.

La frecuencia de los soportes de tubería variará de acuerdo con el diámetro de la tubería; el material (acero o cobre); y si está en posición horizontal o vertical.

Generalmente los soportes de tuberías deben cumplir la BS 3974, Parte 1, 1974: "Soportes colgados, deslizantes y de patín" .

Algunos puntos importantes son:

• Los soportes deben ir montados en las uniones de tuberías, (curvas, 'T', válvulas y bridas), y a intervalos no mayores a los mostrados en la tabla que hay más abajo, la razón de colocar los soportes de las uniones, es para eliminar las tensiones en juntas roscadas o con bridas.

• Cuando hay dos o más tuberías soportadas por un accesorio común, la distancia entre los puntos de soporte debe ser la adecuada para la tubería de menor tamaño.

• Cuando el movimiento vaya a ser considerable, como en tramos de tubería recta de longitud superior a 15 m, los soportes deberán ser de tipo patín como se mencionó anteriormente.

La siguiente tabla puede utilizarse como guía cuando calcule la distancia entre soportes de tubería de acero y de cobre.

Las tuberías verticales deben soportarse adecuadamente en la base, para aguantar todo el peso de la tubería. Las derivaciones de las tuberías verticales no deben utilizarse como medio de soporte de la tubería, ya que esto causaría excesivos esfuerzos sobre las uniones en "T".

Todos los soportes deben estar específicamente diseñados para adaptarse al diámetro exterior de la tubería en cuestión. No conviene utilizar soportes de tubería sobredimensionados.

Eliminación de aire.

A menudo se olvida que cuando se introduce vapor en una línea después de un periodo de parada, la tubería está llena de aire. Además, con el vapor se introducen ciertas cantidades de aire y otros gases no condensables, aunque las proporciones de estos gases son normalmente muy pequeñas comparadas con el vapor. No obstante, si no se tomen medidas para eliminarlos, estos gases se acumularán en la tubería y en los espacios que libera el vapor al condensar en los intercambiadores de calor. El calentamiento del sistema de vapor se convertirá en un proceso largo que contribuirá a la disminución del rendimiento de la planta.

Otro efecto del aire en el sistema de vapor será el efecto sobre la presión y la temperatura. El aire ejercerá su presión parcial en el espacio del vapor, y esta presión se añadirá a la presión parcial del vapor, dando entre ambas, la presión total.

Por lo tanto, la presión del vapor será menor que la presión total señalada por en manómetro. La temperatura será también menor a la que correspondería por la indicación del manómetro. En realidad este es usualmente un concepto marginal. Mucha más importante es el efecto que el aire tiene sobre la transferencia de calor. Una capa de aire de 1 micra de espesor puede ofrecer la misma resistencia que una capa de agua de 25 micras de espesor, o una capa de hierro de 2mm, o una capa de cobre de 17 mm. Es, por tanto, de suma importancia eliminar el aire del sistema.

Los eliminadores de aire automáticos para sistemas de vapor no son más que purgadores de vapor termostáticos, montados a un nivel superior al del condensado, de forma que sólo lo alcancen el vapor, o el aire, o mezclas de aire/vapor.

La mejor ubicación para los eliminadores de aire son los extremos de líneas de vapor principales o derivaciones de gran diámetro como se ve en la Figura 37.

La descarga del eliminador de aire se puede conducir a un lugar seguro. En la práctica, es frecuente llevarla a una línea de condensado, cuando se tratara de una línen que por gravedad desciende hasta un recipiente con venteo.

Además de los extremos de líneas principales, otras partes del sistema de vapor que pueden requerir purgadores para la eliminación de aire pueden ser:

• En paralelo con un purgador de cubeta invertida, ya que estos son relativamente lentos para eliminar en aire en la puesta en marcha.

• En espacios de vapor complicados como el lado opuesto a la entrada de vapor en un recipiente con camisa de vapor.

• Cuando hay un gran espacio de vapor, y debe evitarse la mezcla de vapor/aire.

Reducción de las pérdidas de calor.

Cuando una línea de vapor se ha calentado, se sigue produciendo condensado a causa de las pérdidas de calor por radiación. La tasa de condensación depende de la temperatura del vapor, la temperatura ambiente y la eficacia del sistema de aislamiento.

Para que un sistema de distribución sea máximamente eficiente, deberán cuidarse todos los aspectos para reducir las pérdidas de calor al mínimo de forma rentable.

El espesor de aislamiento más rentable dependerá de diversos factores:

• Coste de la instalación.

• Valor del calor transportado por el vapor.

• Tamaño de la tubería.

• Temperatura de la tubería.

Si la tubería que desea aislar está en el exterior, deberá tenerse en cuenta la velocidad del aire y la capacidad de amortiguamiento de aislante.

La mayoría de los materiales aislantes se basan en diminutas cedulas de aire, dispuestas en una base de material inerte como lana mineral, fibra de vidrio o silicato de calcio.

Las instalaciones típicas utilizan fibra de vidrio chapada en aluminio, lana mineral chapada en aluminio y silicato de calcio. Es importante que el material aislante no quede aplastado o pueda inundarse. Es esencial una protección mecánica adecuada y la resistencia el agua, especialmente cuando se encuentra a la intemperie.

Las pérdidas de calor de una tubería de vapor al agua, o al aislamiento saturado de agua, pueden ser tanto como 50 veces mayores que las pérdidas de la misma tubería al aire. Debe prestarse una atención especial a la protección de las líneas de vapor que discurren por suelos inundados o por conductos susceptibles de inundarse.

Debe tenerse en cuenta la necesidad de aislar todos los elementos calientes del sistema. Esto incluye todas las juntas con bridas de las tuberías de distribución, las válvulas y otros accesorios. En el pasado, era común que en aislamiento quedara cortado a ambos lados de una junta con bridas, permitiendo el acceso a los tornillos para en mantenimiento.

Esto representaba unos 0,3 m de tubería descubierta, a lo que había que añadirle las superficie de las bridas. El efecto total de esto era el equivalente a dejar descubiertos 0,6 m de tubería en cada junta.

Afortunadamente, la disponibilidad de fundas aislantes prefabricadas para juntas con bridas, y cajas para aislar las válvulas es ampliamente valorada.

Normalmente estos aislamientos van provistos de cierres que permiten desmontarlos para realizar actividades de mantenimiento.

Cálculo de la transferencia de calor.

El cálculo de las pérdidas de calor de una tubería puede ser muy complejo y llevarnos mucho tiempo, ya que se debe considerar la teoría de transferencia de calor por conducción, convección y radiación. Las ecuaciones para calcular estos factores son distintas y asumen que los datos relacionados con el espesor de tubería, coeficientes de transferencia de calor y diversas constantes derivadas son fácilmente.

El estudio de estas formulaciones escapa del objetivo de esta guía, pero cabe decir que en cualquier buen libro de termodinámica puede encontrarse información sobre el tema.

Existe, además, gran abundancia de software que proporciona gran ayuda al ingeniero exigente.

De esta manera, la solución más corriente a este problema, puede encontrarse fácilmente utilizando la Tabla 7 y una ecuación sencilla.

La tabla supone condiciones ambientales entre 10 – 21 °C, y considera las pérdidas de calor En tuberías horizontales de distintos tamaños a varias presiones.

Se pueden introducir otros factores en la ecuación, como por ejemplo,si la tubería estuviera aislada, se produciría una reducción de un 15 % en las pérdidas de calor respecto a una tubería no aislada. En este caso, basta con multiplicar M por un factor 0,15.

Normativas internacionales.

Sumario.

Para resumir lo que la cubierto esta Guía de Referencia Técnica, sería apropiado finalizar con una lista de comprobación, que nos servirá para asegurar que un sistema de distribución de vapor funcione con un rendimiento óptimo.

• ¿Están bien dimensionadas las líneas de distribución de vapor?

• ¿Están debidamente instaladas las líneas de distribución de vapor?

• ¿Se purgan de forma adecuada las líneas de distribución?

• ¿Se elimina correctamente en aire de las tuberías?

• ¿Se ha previsto adecuadamente la dilatación?

• ¿Se pueden utilizar separadores para mejorar la calidad del vapor?

• ¿Hay fugas en juntas, prensas estopas o válvulas de seguridad?

• ¿Hay tuberías sobrantes que puedan aislarse o eliminarse del circuito?

• ¿Está suficientemente calorifugado en sistema?

Apéndice 1- Dimensionado según la capacidad y caída de presión de las tuberías.

Lo que se expone a continuación se refiere a la sección titulada "Dimensionado de tuberías según la caída de presión".

En ejemplo demuestra en método teórico para el cálculo del tamaño de la tubería utilizando la caída de presión.

Ejemplo.

Supongamos que tenemos una caldera que alimenta una batería de calefacción como en la Figura 38.

La longitud del recorrido desde la caldera hasta la batería de calefacción es conocida, pero debemos calcular la longitud equivalente de tubería que tenga en cuenta la resistencia al paso del fluido de los accesorios instalados.

Si en tamaño de la tubería fuese conocido, podríamos calcular la resistencia de los accesorios. Como no conocemos en tamaño, sumaremos la longitud equivalente basándonos en la experiencia.

Si la línea tiene más de 100 metros de longitud, y su recorrido es relativamente recto, en aumento proporcional debido a los accesorios será de un 10 %. Otra línea, también relativamente recta, pero de una longitud inferior, requerirá un aumento sobre el 20 %.

Debe aún sumarse otro complemento, este, a causa de las pérdidas de calor en las tuberías. La batería de calefacción requiere 270 kg/h de vapor. Por tanto, la tubería deberá transportar este caudal, más la cantidad de vapor que condensa debido a las pérdidas de calor. En tamaño de la tubería de distribución está aún por determinar y, por tanto, todavía no podemos realizar los cálculos.

Suponiendo que la tubería esté aislada, es razonable sumar un 1 % del caudal de vapor cada 30 metros de recorrido por perdida de calor. Esto equivale a un 3,4 % cada 100 m, y en nuestro caso, el 3,4% de 270 Kg/h cada 100 m, multiplicando por la longitud de la tubería, nos daría lo siguiente:

Debido a las pérdidas de calor.

Volviendo a la ecuación

De la tabla de factores de presión para dimensionado de tuberías (tabla 8 pagina 55).

P1 a 7 bar r =56.38

P2 a 6.6 bar r = 51.05

Longitud L = 165 m

Por tanto:

Siguiendo hacia abajo por la columna izquierda de la tabla de factores de tuberías y caídas de presión (Tabla 9), se encuentra que las dos lecturas más cercanas a nuestro valor es 0.0323 son 0.03 y 0.04. El factor 0.04 implica una caída de presión hasta una presión final inferior a 6.6 bar y, por lo tanto, debemos elegir el siguiente valor inferior, en este caso 0.03. Es una mala práctica dimensionar una tubería al límite de su capacidad, pues se debe disponer de un margen para compensar cualquier error en el diseño. Tomamos pues, el factor inferior siguiente. También se pueden interpolar las lecturas con una precisión razonable, aunque en la tabla no corresponde a una línea recta en un gráfico y en consecuencia, interpolar no es absolutamente correcto.

Desde 0,03, se sigue la línea x (volumen de vapor), y vemos que una tubería de 40 mm transporta sólo 229,9 kg/h y una de 50 mm transporta 501,0 kg/h. Obviamente, deberemos seleccionar la tubería de 50 mm de diámetro ya que cumple el requisito de capacidad.

Habiendo dimensionado la tubería de distribución según en método de la caída de presión, podemos ahora comprobar si estamos aún dentro de los límites requeridos de velocidad del vapor. Esto supondrá utilizar la línea del factor de velocidad (y) de la Tabla 9, que se basa en un volumen de vapor de 1 m3/kg.

Nuestro diagrama (Figura 38), muestra 284 kg de vapor pasando a través de una tubería de 50 mm. Si vamos a la tabla 9 y buscamos en la columna de tubería de 50 mm, veremos que donde se transporta esta cantidad de vapor, el factor de velocidad (y) es aproximadamente 40.

El vapor a 7 bar r tiene un volumen específico (como muestra la Tabla 8 página 55) de 0,24 m3/kg, por la tanto, la velocidad real en el sistema del ejemplo utilizando una tubería de 50 mm es:

Observamos que esta velocidad es baja en comparación con las velocidades máximas permitidas, pero debemos recordar que la tubería se ha dimensionado para limitar la caída de presión, En tanto que permitir las velocidades máximas comporta normalmente una alta caída de presión.

Información adicional.

Esta publicación ha sido realizada con el fin de proporcionar una guía de referencia técnica a todos aquellos ingenieros, estudiantes de ingeniería y demás personas que trabajan en el campo de las instalaciones de vapor.

Es imposible cubrir con estas páginas todas las particularidades de las instalaciones de vapor, puesto que cada caso es único y en abanico de soluciones que se pueden plantear son múltiples, no siendo siempre evidente cuál de las soluciones es la más adecuada.

Autor:

MSc. Javier Fernández Rey

La Habana, Cuba, 2015