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Presión de Saturación

El TH3 demuestra como la temperatura del agua se comporta en su punto de ebullición con variaciones en la presión absoluta. Se pueden desarrollar curvas de saturación también como determinar la calidad del vapor que sale del aparato.

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TH3

TERMODINÁMICA
TH3 Presión de Saturación - Versión 3

El Aparato de Presión de saturación de Armfield ha sido diseñado para presentar a los estudiantes la forma en que la temperatura del agua se comporta en su punto de ebullición con variaciones en la presión absoluta.

Los estudiantes pueden obtener curvas de saturación, que pueden ser comparadas con tablas de vapor publicadas. La calidad del vapor que sale del aparato puede determinarse usando un calorímetro de estrangulación conectado al punto de descarga.

Especificación Para Pedidos

• Una unidad de banco que consta de una caldera y un circuito de tubos con una vâlvula de alivio de presión que limita la presión de operación a 8 bar efectivos. Una mirilla en la parte delantera de la caldera permite observar los patrones de ebullición, y un indicador tipo Bourdon indica la presión del aparato en todo momento para garantizar la seguridad de la operación.
• Un calorímetro de estrangulación montado junto al circuito de tubos permite determinar la condición del vapor saturado midiendo la temperatura del vapor despues del estrangulamiento hasta la presión atmosférica. Las temperaturas en el circuito de tubos y dentro del calorímetro de estrangulación se miden usando sensores PRT, y la presión del circuito se mide usando un sensor de presión electrónico.
• Una consola eléctrica aloja los sistemas electrónicos necesarios, con dispositivos de protección y un interruptor diferencial para la protección del operador. Un medidor digital con interruptor de selección muestra las mediciones de todos los sensores. Las señales correspondientes son enviadas a un puerto de E/S para su transmisión a una PC. Estâ disponible un dispositivo de interfaz y paquete de software educativo opcional.
• La caldera es calentada por un par de elementos de calentamiento eléctricos de 500 W con control de potencia variable y protección contra sobretemperatura.
• Se incluye un completo manual de instrucciones con una variedad de ejercicios didâcticos de laboratorio muy detallados.

Características Dominantes

> Medición de la relación entre temperatura y presión del vapor saturado en el circuito
> Cómodo control de la entrada de calor a la caldera usando control de potencia variable
> La mirilla de la caldera permite la observación de los patrones de ebullición en el agua
> Operación segura con válvula de alivio de presión e indicación permanente de la presión del sistema
> La presión y las temperaturas medidas pueden ser registradas usando una PC (está disponible software didáctico opcional)

Posibilidades Didácticas

> Comprender las curvas de saturación y las características de un fluido de dos fases
> Comprender el origen y el uso de las tablas de vapor
> Uso de un calorímetro de estrangulación para determinar la calidad del vapor húmedo

Capacidades Experimentales Detalladas

Los ejercicios didácticos permitirán a los estudiantes familiarizarse con los siguientes temas:

Bucle de saturación:
> observación de los patrones de ebullición en la superficie del agua
> medición de la temperatura del vapor saturado en el intervalo de presiones de 0 a 7 bar efectivos y comparación de las curvas de saturación obtenidas con las publicadas en las tablas de vapor.
> el concepto de una línea de saturación
> la ecuación descriptiva y la linealización
> presión efectiva y presión absoluta
> escalas de temperatura
> comportamiento característico de un fluido de dos fases
> el efecto de la velocidad de respuesta sobre la precisión de la medición

Calorímetro de estrangulación:
> determinación de la condición del vapor húmedo (calidad del vapor) producido por el aparato de presión de saturación a diferentes presiones de operación.
> uso de la ecuación de energía de flujo estable
> el principio de estado
> uso de tablas de vapor
> la diferencia de entalpía entre fases - entalpía de la vaporización

Descripción

Una unidad de banco diseñada para presentar a los estudiantes las características del vapor de agua saturado.

El aparato consta de un circuito de tubo rectangular que incorpora una caldera cilíndrica en un tubo vertical. El agua pura de la caldera se calienta hasta su punto de ebullición usando un par de calentadores de cartucho con control de potencia variable. Una mirilla en la parte delantera de la caldera permite observar los procesos internos, es decir, los patrones de ebullición en la superficie del agua, y también permite monitorizar el nivel de agua en la caldera. El vapor saturado que sale de la parte superior de la caldera pasa alrededor del circuito de tubos antes de condensarse, y vuelve a la base de la caldera, donde es recalentado. El intervalo de operación de la caldera y el circuito es de 0 a 7 bar efectivos. La sección superior del circuito de tubos incorpora un sensor de temperatura PRT y un sensor de presión electrónico para medir las propiedades del vapor saturado. Un punto de llenado en la sección superior permite llenar el circuito con agua pura, y purgar con seguridad todo el aire antes de sellar el circuito para realizar las mediciones bajo presión. Una toma de vapor, con válvula de aislamiento, permite pasar vapor desde dentro del circuito a través de un calorímetro de estrangulación, cuyo propósito es demostrar cómo puede determinarse el porcentaje de vapor seco del vapor saturado del circuito. El vapor se expande hasta la presión atmosférica al ser estrangulado, y un segundo sensor de temperatura PRT mide la temperatura del vapor después de su expansión.

El aparato ha sido diseñado pensando en la seguridad, con una válvula de alivio de presión que se dispara si la presión sube por encima de la presión de trabajo, y un manómetro de Bourdon que permanece operacional cuando se desconecta la potencia de la consola eléctrica.

Todas las fuentes de alimentación, circuitería de acondicionamiento de señales, etc., están alojadas en una consola eléctrica con dispositivos de protección adecuados y un interruptor diferencial para la protección del operador. Las lecturas de los sensores son mostradas en un medidor digital común con interruptor de selección, y todas las señales correspondientes son enviadas a un puerto de E/S para su transmisión a una PC usando un interfaz paralelo/paquete de software educativo opcionales (TH-IFD con TH3-303).

Accesorios Opcionales

TH-306IFD:
Software educativo para el TH1-TH5 en un solo CD con el registrador de datos incluido3

Instrumentos Recomendados

Barómetro de precisión: (para determinar la presión absoluta

Requisitos

Suministro Eléctrico Monofásico:

TH3-A: 220/240V/monofásico/50Hz a 10A
TH3-B: 120V/monofásico/60Hz a 15A
TH3-G: 220V/monofásico/60Hz a 10A

Llenado inicial con agua pura (3 litros) y rellenado a medida que se consume

Especificación de Transporte

Volumen: 0.26m3
Peso Bruto: 20kg

Dimensiones Totales

Circuito de Saturación/Calorímetro de Estrangulación
Altura: 0.580m
Anchura: 0.670m
Profundidad: 0.290m

Consola Eléctrica
Altura: 0.215m
Anchura: 0.225m
Profundidad: 0.290m