2. Tuberías y accesorios
3. Válvulas. Introducción a las válvulas
Ejercicios de repaso y autoevaluación
Capítulo 4 Operación de máquinas de la planta química
1. Introducción
3. Bombas de desplazamiento positivo
4. Compresores centrífugos y alternadores: principios y especificaciones. La relación de compresión
5. Turbinas de vapor y gas. Su utilización en la planta química
Ejercicios de repaso y autoevaluación
Capítulo 1
Fundamentos básicos en la operación de máquinas de la planta química
1. Introducción
Para desempañar operaciones con máquinas e instalaciones, ya sean de preparación, acondicionamiento, mantenimiento o reparación en una planta química, se deben adquirir al menos unos conocimientos mínimos sobre calor, temperatura, fluidos y electricidad que son la base del funcionamiento de estas máquinas e instalaciones.
Para ello es importante entender todo lo relativo a los conceptos de calor, temperatura y transferencia de calor, además de todas las características, propiedades y procesos relacionados con ellos.
Para los fluidos es conveniente conocer su naturaleza, sus propiedades y aspectos concretos como estática de fluidos, ecuación de estados de los gases o problemas relativos al manejo de estos.
Y por último, para la electricidad es necesario adquirir conceptos relacionados con la corriente eléctrica, tipos de corriente, propiedades, características y representación gráfica de sus instalaciones y máquinas.
2. Calor y temperatura
En todas las plantas químicas se producen multitud de procesos donde el calor y la temperatura están relacionados o son variables fundamentales de estos. Por ello es necesario conocer qué es el calor y la temperatura y cómo se lleva a cabo el proceso de transferencia de calor.
2.1. Naturaleza del calor
En la actualidad se sabe que los átomos y las moléculas (que son grupos de átomos) que forman la materia están en constante movimiento vibrando, rotando sobre sí mismos o chocando entre ellos, aunque el cuerpo que los constituye esté quieto.
Definición
Calor Es la energía que posee un cuerpo debido al movimiento constante de sus átomos y moléculas.
El calor es la energía asociada a este movimiento y por tanto la suma de las energías de las partículas que componen un cuerpo.
El calor está presente en todo tipo de materia independientemente de su estado y condiciones en las que se encuentre y, por tanto, todos los cuerpos tienen calor aunque estén a muy baja temperatura.
Además, también se sabe que los cuerpos pueden calentarse haciendo que se incremente la velocidad de sus átomos o moléculas y, por tanto, su calor, o enfriarse, es decir, disminuir la velocidad y, por tanto, su calor.
Si se introduce energía en un sistema, este se calienta y si elimina energía, se enfría. Por ejemplo, si una persona está fría se puede poner a correr para entrar en calor, o si bota una pelota, la energía de su movimiento se convierte en energía térmica o calor, que hace que cada vez rebote menos.
2.2. Diferencia entre calor y temperatura
La temperatura a la que se encuentra un cuerpo está, por tanto, relacionada con el calor, ya que mientras el calor es la energía total del movimiento de átomos y moléculas en una sustancia, la temperatura es una medida de la energía molecular media.
Definición
Temperatura Es el valor medio de la energía de los átomos y moléculas de una sustancia, debido a su constante movimiento.
Además, el calor hace que la temperatura aumente o disminuya, ya que si se añade calor a una sustancia, la temperatura aumenta, y si se quita calor, la temperatura disminuye. Por todo ello, las temperaturas más altas tienen lugar cuando las moléculas se están moviendo, vibrando y rotando con mayor energía.
La temperatura se puede medir con los termómetros, y con este valor se podrá conocer la cantidad de calor que contiene un cuerpo.
Termómetro
Además, mientras el calor depende de la velocidad de las partículas, su número, su tamaño y su tipo, la temperatura no depende del tamaño, ni del número, ni del tipo de partículas. Por ejemplo, la temperatura de una botella de agua puede ser la misma que la temperatura de un depósito de agua, pero el depósito tiene más calor porque tiene más agua y, por lo tanto, más energía térmica total.
Por todo ello, se puede llegar a la conclusión de que calor y temperatura no son lo mismo, pero sí están íntimamente relacionados, y matemáticamente mediante la siguiente ecuación:
Q = c · M · t
Donde, en unidades del S.I.:
1 Q = calor de una sustancia en julios (J).
2 c
