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La ecuación para calcular el Cv de un fluido incompresible
como el agua es:
Cuya fórmula puede ser dispuesta para calcular el caudal
volumétrico, Q (GPM):
Escenario 1: 4:1 Aplicación de reducción de caudal
Escenario 2: 2:1 Aplicación de reducción de caudal
La fuente de agua utilizada para el acondicionamiento de
vapor debe ser mayor a 150 PSI (11.5 bar.) por encima de
la presión de salida del vapor. Este rango asegura una
atomización apropiada y un buen rendimiento. También se
necesita una diferencia de presión de agua más alta. La
presión de agua por debajo de 150 PSI también es
aceptable. Sin embargo, la diferencia de baja presión limita
la cantidad de reducción de caudal que el sistema puede
proveer. La presión diferencial mínima de funcionamiento
generalmente se encuentra entre 20 y 45 PSI, dependiendo
del diseño de la boquilla que se está utilizando.
Cada boquilla de rocío también posee un diferencial de
presión máximo evaluado. Sin embargo, esto no constituye
un problema ya que el exceso de presión diferencial se
distribuye por la válvula de control del agua.
Temperatura del agua
La temperatura de la fuente de agua constituye una variable
que afecta directamente la cantidad de agua requerida para
reducir el vapor a una temperatura de salida especificada.
La temperatura de agua también posee un efecto directo en
la cantidad de tuberías aguas abajo que se requiere y
estipula la eficiencia de la evaporación.
Las fuentes de agua fría tales como el agua condensada
y de relleno, precisan menos flujo de masa para enfriar lo
suficiente al vapor hasta el punto establecido de salida. La
cantidad exacta de agua requerida puede determinarse
a través de una ecuación de balance de calor. Esta
ecuación es un balance de la cantidad de calor que
ingresa en la válvula como vapor de entrada y agua de
rocío a la cantidad de calor que sale de la válvula como
vapor de salida.
Esta cantidad es medida por la relación de flujo,
calor es medido por la entalpía, H.
De acuerdo con la ley de conservación de masa,
m
podemos substituir
m
entrada +
agua
Esta ecuación puede reagruparse para resolver en cuanto
al coeficiente de la masa del fluido del agua,
El agua de rocío caliente tal como el agua de alimentación
de la caldera, precisa de una gran cantidad de circulación
pero se evapora a una velocidad más rápida porque
requiere menos transferencia de calor para alcanzar el
punto de saturación. El agua de alta temperatura también
disminuye el choque térmico al reducir el diferencial de
temperatura entre el vapor y el agua.
Para la mayoría de los casos, el agua caliente es
beneficiosa para el acondicionamiento de vapor ya que
disminuye los requisitos de la tubería aguas abajo y ayuda
a proteger contra la pérdida de agua. Sin embargo, en las
aplicaciones de vapor de baja presión, el agua caliente
puede a veces tener evaporación instantanea (flasheo)
como consecuencia ya que la presión se reduce a través
de la válvula de control o del orificio de la boquilla. Si el
flasheo se lleva a cabo aguas arriba de la boquilla, un
conjunto de internos especial para válvula se requiere
para prolongar la vida activa del equipo. Si el flasheo
sucede durante la inyección en la tubería de salida, será
beneficioso para ayudar en la evaporación y mezclar el
agua con el vapor.
La temperatura del agua es una condición de diseño que
generalmente no puede modificarse para una aplicación
en particular. Sin embargo, es importante comprender el
efecto que tiene la fuente de agua y diseñar el sistema
que se adapte para dicha situación.
5
salida con la combinación de
m
agua
m
, y el
m
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