Calculadora de tablas de vapor, entalpía y energía del vapor

¿Para qué sirve una tabla de vapor?

La energía que transporta el vapor se mide mediante la entalpía, no la temperatura. El agua y el vapor a la misma temperatura tienen energías muy distintas: convertir un kilogramo de agua a unos 100 °C y 1 bar en vapor requiere aproximadamente 2257 kJ. Una tabla de vapor recoge estos valores para cada presión y temperatura. Esta calculadora los obtiene mediante las ecuaciones IAPWS-IF97, en lugar de una tabla impresa, para evitar la interpolación manual.

Vapor saturado, húmedo y sobrecalentado

• El líquido saturado es agua a su punto de ebullición, con entalpía h_f.
• El vapor saturado es agua totalmente evaporada a la misma temperatura, con entalpía h_g. La diferencia es la entalpía de vaporización: h_fg = h_g − h_f.
• El vapor húmedo contiene gotas. Con título x, su entalpía es h_x = h_f + x × h_fg.
• El vapor sobrecalentado se ha calentado por encima de la temperatura de saturación. Sus propiedades requieren tanto la presión como la temperatura.

¿Cómo se obtiene la potencia de caldera?

La potencia térmica transferida al vapor es su caudal másico multiplicado por el incremento de entalpía: Q = ṁ × (h_steam − h_feedwater). Ejemplo: producir 1000 kg/h de vapor saturado seco a 10 bar absolutos a partir de agua de alimentación a 80 °C eleva la entalpía de 335,8 a 2777,1 kJ/kg. El incremento es 2441,3 kJ/kg y la potencia es 1000 / 3600 × 2441,3 = 678 kW. Con una eficiencia de caldera del 90 %, la entrada de combustible es 753 kW.

¿Qué es el vapor de revaporización?

Cuando un condensado caliente a alta presión pasa a una presión menor, su calor excedente evapora una parte. La fracción es x = (h_f1 − h_f2) / h_fg2. El condensado que pasa de 10 bar a 1 bar revaporiza aproximadamente el 15 % de su masa. Al aprovecharlo en una línea de baja presión, ese vapor deja de ser una pérdida.

¿Presión absoluta o manométrica?

Las tablas de vapor usan presión absoluta, mientras que un manómetro de campo indica presión manométrica. Si el manómetro marca 9 bar, la presión absoluta es aproximadamente 10 bar. Recuerda elegir el tipo de presión: el error de temperatura depende de la presión y puede ser mucho mayor a baja presión.

Límites

La herramienta cubre vapor saturado por debajo de 350 °C y vapor sobrecalentado por debajo de 800 °C. No calcula la región cercana al punto crítico (saturación por encima de unos 165 bar, alrededor de 374 °C y 221 bar). Los resultados corresponden a agua pura. El agua real de caldera, con gases disueltos, sales y aceite, difiere ligeramente.

Preguntas frecuentes

¿Cómo se calcula la entalpía del vapor saturado?

Por ejemplo, a 1 bar de presión absoluta, el vapor de agua saturado seco tiene una entalpía específica de 2675 kJ/kg. El valor de tabla se evalúa mediante relaciones de energía libre de Gibbs. Este cálculo preliminar corresponde a agua pura y no incluye la región crítica, las sustancias disueltas ni la eficiencia de la caldera.

Calcular con estos valores