1º UNIDAD
TERMODINAMICA: Es la ciencia que estudia todos los fenómenos
relacionados con cambios o transferencias de calor,
DENSIDAD: Es la relación entre la masa de un gas y un volumen que
ocupa D=m/v
DENSIDAD RELATIVA: Es la relación de la densidad de un gas y la
densidad del aire; Dr=ds/da
TEMPERATURA: Es la capacidad qu tiene un cuerpo para carptar
o ceder calor se mide en ºC y ºK; ºK=273 + ºC
1ºLEY GENERAL DE BOYLE: Det que cuando un gas sufre un cambio de
porceso a volumen cte entocnes se cumple.
P1/T1=P2/T2=cte
LEY GAY-LUSSAC Y
MARIOTTE:Cuando un gas sufre un cambio o proceso a t cte se cumple que
P1*VA=P2*V2=cte
Y cuando un proceso es a
P contante se cumple que:
V1/T1=V2/T2=cte
De las 3 leyes s ecumple
que:
(P1*V1)/T1=(P2*V2)/T2=
cte
CALOR:es todo movimiento de energía producido solo por cambios de
Tº en general se conocen 3 tipos de temperatura
1º POR CONDUCCION: La transferencia de calor se produce en un
cuerpo, desde la zona de mayor Tº a la zona de menor Tº,ej mango del sarten
2ºPOR RADIACION: Ene ste caso el calor se transmite en forma de
onda desde un cuerpo de alta Tª hacia un cuerpo de menor Tº, ej calor solar
3ºPOR CONVECCION: En este caso un cuerpo (gas) frio capta el
calor que irradia un cuerpo caliente y lo transporta hacia una zona fría, ej
radiadores
¿Cómo se mide el calor?
Q=m*c (t2-t1)
Donde Q=calor real
M=masa en kg
t=temperatura en ºC
C=coeficiente propio de cada gas Kcal/(ºC*kg)
Poder calorifico superior
(pcs)
INDICE DE WOBE es la relación entre el poder calorífico
superior de un gas y la raíz cuadrada de su densidad.
W=pcs/raíz(dr)
1ºLEY DE TERMODINAMICA: La energía es constante es decir establece la
consevacion de la energía solo hay cambios de estado
ej Un estanque contiene
18m3 de un gas ideal y se calienta a presión constante de 16ºC hasta 45ºC, cual
es el volumen final
V1=18m3; V2=?
T1=16ºC ;T2=45ºC
=>t1=16+273=289ºK;t2=45+273=318ºK
P=cte
V1/T1=V2/T2 =>
V2=(V1*T2)/T1 => V2=19,8m3
Ej: Cual seria la Tº de
un cuerpo de masa 60 kg cuyo calor especifico de 2,44 Kcal/Kg*ºK si se asume
que capto 100 kcal cuando se encontraba a 70ºC
Q=m*C(t2-t1)
Q/(m*c)+t1=t2 =>t2
=(70+273)+ 100/(60*0,44)
T2=364,78ºK; t2=73,8ºC.
Ej Determine la ecuación
de Wobe de un gas ideal cuyo poder calorífico superior es de 112500 Kcal/m3 y
tiene una densidad de 0,9 kg/m3
W=?
PCS=1250 kcal/m3
D=0,9 kg/m3
W=pcs/raíz(d)=12500/raíz(0,9)=13176 kcal/m3
Dr=dg/da=0,9/1=0,9
Ley general de los gases
ideales
Ej. Un gas de masa 50 kg
experimenta una variación de temperatura de 20ºC si el calor especifico de este
gas es de C=0,36 kcal/kg*ºk se pìde determinar el calor que experimenta.
Q=m*c(t2-t1)
Q=50kg*0,36kcal/kg*ºK*(20+273)ºK
Q=5274
kcal
2º UNIDAD LOS GASES COMBUSTIBLES
Los gases combustibles
son todos aquellos que en presencia de oxigeno presentan en el aire puede andar
desprendiendo energía térmica
Los gases combustibles se
clasifican en familias
(1º, 2º, 3º). Una familia
de gases es un conjunto de gases de características similares que al ser
utilizado en un mismo artefacto este funciona bien
GASES DE LA PRIMERA FAMILIA
Tambien conocidos como
gases de ciudad (GC); gases manufacturados (GM); mal llamados gases de cañería.
No tiene olor
No tiene color
No tiene sabor
Se obliga a todas las
empresas distribuidoras de este con un producto en base a azufre llamado mercaptano,
que es fuerte y de mal olor.
EL principal componente
de este gas es el Metano conocido como GRISU, estos gases son explosivos tiene
un pcs entre 4000 a 6000 kcal/m3
Densidad variable entre
0,5 y 0,9 kg/m3
GASES DE LA SEGUNDA FAMILIA
Conocidos como gases
naturales (Gn)
Las principales
componentes en estos gases son el metano y el etano.
Son explosivos, PCS varia
entre 8500 y 11000 kcal/m3, d varia entre 0,5 y 0,9 kg/m3
GASES DE LA TERCERA FAMILIA
Conocidos como gases
licuados del petroleo (GLP)
Los principales
componentes de estos gases son el propano y el butano.
Son explosivos , su PCS
varia entre 22000 y 28000 kcal/m3, d varia entre 1,5 y 1,8 kg/m3
3ºUNIDAD MARCO
JURIDICO DE INSTALACIONES DE GAS
Ley 18410, crea la
superintendencia de electricidad y combustibles (SEC), fiscaliza todas las
instalaciones de gas y electricidad (tbn las instalaciones de combustibles
liquidos).
Toda persona que
desarrolla una instalación de gas, electricidad y/o combustibles liquidos esta
obligada a informar al (SEC).
D.S 29 de 1985,
reglamento de seguridad para el almacenamiento transporte y expendio de gas
licuado.
Donde se pueden almacenar
los cilindros , como transportar los cilindros en camiones camionetas y en
camines estanque.
Regula donde y bajo que
condiciones se puede vender.
D.S 67 de 2004:
Reglamento de servicio de gas de red.
Entre otras cosas
establece como debe facturarse como calcular la tarifa final y bajo que
condiciones puede cortarse el suministro de gas.
D.S 67 del 2004:
Reglamento de sanciones materiales de electricidad y combustible.
Establece sanciones para
todas aquellas que transgreden a los reglamentos vigentes, caducacion de licencias,
clausuras, multas etc.
LEY 18410
DS 280 DE 2009 Reglamento
de seguridad para el transporte y distribución de gas natural.
Regula la instalación de
gasoductos, la profundidad, la cual debe llevar señalética, etc.
Resolucion exenta 1250 de
2009 establece procedimiento para certificar las instalaciones interiores de
gas, señala que organismos autorizados por el SEC pero independientes de esta
son autorizados para certificar las instalaciones.
Establece las pruebas que
hay que realizar, entre otras de ermeticidad, mediciones de monoxido de
carbono.
Según los resultados de
las pruebas otorgan un certificado de aprobacion conocido como sello verde.
Si hay deficiencias
menores entonces se otorgan un certificado conocido como sello rojo.
D.S 191 DE 1996
REGLAMENTO DE INSTALACIONES DE GAS
Toda instalación de gas debe
ser desarrollada por un instalador de gas autorizado.
Los arquitectos,
constructores civiles, pueden desarrollar instalaciones de gas sin ser
autorizados por el SEC, solo en aquellas viviendas que estén proyectando u
ejecutando.
Clasificar las instalaciones
de gas según sea la presión de servicio.
Alta Presión (AP) en aquellas viviendas en que la presión de
servicio es mayor a 600 kpa (gasoductos, almacenamiento de cilindros sobre 6000
kg)
Media Presión (MP) es aquella en que la presión de servicio es
mayor a 5,1 kpa pero menores a 599 Kpa
(estanques, instalaciones
industriales)
Baja Presion (BP) es aquellas en que la presión de servicio es
menor a 5 Kpa (instalaciones domiciliarias o habitacionales)
TIPOS DE LICENCIA
Licencia clase 1: Se otorga a ing civiles o de ejecución
mecánicas o químicos, pueden trabajar en cualquier tipo de instalacion de gas.
Licencia clase 2: Se otorgan a ing civiles o de ejecución en
otras especialidades pero que acrediten haber tenido en su malla curricular
asignaturas relacionadas con transferencia de calor, pueden trabajar en MP y
MB.
Licencia clase 3:otros profesionales con conocimientos de
instalaciones solo pueden trabajar en instalaciones BP y hasta 60 Kw.
MEZCLA DE GASES
Todos los gases pueden
mezclarse, para cambiar sus propiedades especialmente con: PCS, d y W.
Para determinar las
nuevas características debe conocerse los % de cada gas que constituyen la
mescla y en base a esto determinar los nuevos parámetros.
Ej. MEZCLA PROPANO (GLP)
CON AIRE
Determinar las características de una mezcla
de propano con aire si el % de propano es 21,6% y el aire 78,4%
GASES
|
%
|
PCS
|
D
|
PCS(mezcla)
|
D(mezcla)
|
Propano
|
21,6
|
25000
|
1,6
|
5400
|
0,35
|
Aire
|
78,4
|
0
|
1
|
0
|
0,784
|
Mezcla
|
100
|
5400
|
1,134
|
Propano 3º familia PCS
22000-à28000
kcal/m3
D=1,5à1,8 kg/m3
Aire PCS=no tiene es comburente
D=1
W=PCS/raíz(dr)=>5400/raíz(1,134)
W=5070,9 kcal/m3
Ej. MEZCLA DE GN CON AIRE
Determine las
características de un gas, si se mezcla 65% de GN con aire
GASES
|
%
|
PCS
|
D
|
PCS
|
D
|
GN
|
65
|
9500
|
0,65
|
6175
|
0,42
|
AIRE
|
35
|
0
|
1
|
0
|
0,35
|
Gresult.
|
100
|
6175
|
0,77
|
Ej.Supongamos que
disponemos de propano, butano y deseamos preparar un gas que tenga un PCS de
5250 kcal/m3 y una densidad de 1,15
GASES
|
%
|
PCS
|
D
|
PCS
|
D
|
Propano
|
X
|
24350
|
1,502
|
24350*x
|
1,562*x
|
Butano
|
Y
|
31850
|
2,077
|
31820
|
2,677*y
|
Aire
|
Z
|
0
|
1
|
0
|
z
|
100
|
|||||
5250
|
1,16
|
24350x + 31820y+ =5250 (1)
1,562x + 2,077y + z =1,16 (2)
x +
y + z =1
(3)
Ec(2) – Ec(3)
0,562x + 1,677y = 0,16
x = (0,16 – 1,077y) /
0,562
24350(0,16-1,077y) +
31882
Y=945/8343
X=0,07
Z=0,87
4º UNIDAD DECRETO SUPREMO Nº66-2006
DEL MINISTERIO DE
ECONOMIA, FOMENTO Y RECONSTRUCCION. REGLAMENTO DE INSTALACIONES INTERIORES Y
MEDIDORES DE GAS.
Este reglamento esta
compuesto por 229 paginas de modo que en esta asignatura se estudiaran las
principales entre otras
· Como se clasifican los
artefactos
· Como debe presentarse una
declaración en SEC (corresponde al proyecto que deben presentar a fines del
semeestre)
· Define la forma como
calcular la cantidas de cilindros que requiere una instalación.
METODO PARA CALCULAR
DIAMETRO DE CAÑERIA.
Lugares donde se pueden
instalar los artefactos a gas.
Necesidades de
ventilación.
Forma de eliminaciond e
los gases de la combustión, etc
FORMA DE PRESENTAR UNA
DECLARACION EN SEC (PROYECTO)
Estas declaraciones solo
pueden presentarse en forma electrónica, por instaladores autorizados, mediante
claves asignadas por el sec.
El preoyecto devera ser
presentado en una carpeta, con todos sus documentos archivados, en la portada
una etiqueta con el nombre de ustedes.
Con los siguientes
documentos
1ºFORMULARIO TC-6:
Declaracion de instalación interior de gas, disponible en pag web del SEC con
toda la información requerida.
2ºCHECK LIST: Tambien
diponible en pag web del SEC
TIPOS DE ARTEFACTO
Los artefactos de gas se
pueden clasificar según la forma como
captan el oxigeno para la combustión y se evalúan los gases de combustión.
La combustión se produce
cuando bajo ciertas condiciones de presión, temperatura y volumen reaccionan un
combustible con un comburente con presencia del fuego, para liberar calor, luz
y otros gases.
COMBUSTIBLE+COMBURENTE+FUEGOàCALOR, LUZ, GASES
GAS+O2(presente el el
aire)+FUEGOàCALOR, LUZ
Por lo tanto los
artefactos a gas se clasifican en
TIPO A – TIPO B – TIPO C
TIPO A: Son aquellos que
captan el O2 presente en el aire en el mismo recinto (pieza) en que se
encuentran instalados y los gases de la combustión quedan en esa misma pieza.
Ej:estufa normal y
cocina.
TIPO B: Son aquellos que
captan el O2 presente en el aire en el mismo recinto (pieza) en que se
encuentran instalados y los gases de la combustión son evacuados hacia el
exterior de la vivienda, a través de un ducto de tiro natural.
Ej:calefón (normal o
tradicional)
Caldera (normal o
tradicional)
TIPO C:Se conocen dos
tipos de artefacto tipo forzado y tipo balanceado son artefactos de tiro
forzado, aquellos que captan el oxigeno en la msima pieza en que se encuentran
para evacuar los gases de la combustión a travez de un tubo e impulsado por un
ventilador.
Ej:estufas, calefón,
calderas las 3 son de tiro forzado.
TIPO BALANCEADO: Son
aquellos que captan el O2 desde fuera del recinto en que se encuentran
instalados por emdio de un ventilador y expulsan los gases de la combustión,
también por mediod e un ventilador, hacia fuera de la habiatacion a travez de
un tubo concéntrico al de captación de O2.
C
E R T A M E N Nº1 I N S T A L A C I O N E S D E G
A S
1ºDefina
que se entiende por Calor y Propano.
R: CALOR es la transferencia de energía entre
diferentes cuerpos o diferentes zonas que se encuentran a diferentes
temperaturas y puede ser transferida por: Radiacion, conducción,y la convección.
R:GAS PROPANO pertenece a la familia de los
alcanos o gases livianos y su característica es que es explosivo, incoloro e
inododro.
Se
suele obtener del gas natural.
2ºSupongamos
que un 25% de gas de cuidad se mezcla con un gas natural. Calcule las
características del gas resultante. (asumas las características de los gases
dentro de los rangos indicados en clases)
%
|
PCS
|
Dr
|
PCS
|
Dr
|
|
GASCIUDAD
|
25%
|
5000
|
0,6
|
1250
|
0,15
|
GASNATURAL
|
75%
|
9000
|
0,7
|
6750
|
0,53
|
8000
|
0,68
|
W=PCS/raíz(dr);W=5000/raíz(0,6)=6454,9
gas ciudad
W=PCS/raíz(dr);W=9000/raíz(0,7)=10757,1gas
natural
Gas
resultante W=8000/raíz(0,68)=9701,43
3ªSi
disponemos de 10m3 de un gas ideal, el cual se encuentra a una temperatura de
27ºC y a una presión nanometrica de 5 Bar. Si después de experimentar un cierto
cambio en sus condiciones, se detecta que el volumen aumento al doble y la
presión nanometrica bajo en 3 Bar. ¿Cuál será la nueva temperatura del gas?
V1=10m3 t1=27ºC+273=300ºK
T1=2ºC
Pnano=5bar
P1àPab=Pman +Pat
V2=20m3 P1=5bar+1bar
Pnano=2bar P1=6bar
Tº=? P2àPab=Pman+Pat
P=2+1=P2=3bar
Luego
con la de los gases determinamos
(P1*V1)/T1=(P2*V2)/T2=CTE
T2=(P1*V2*T1)/(P1*V1)
T2=(3*20m3*300ºK)/(6bar*10m3)
T2=300ºK
T2=300ºK=273ºCàTºsigue constante a pesar
de los cambios de volumen y presión.
4ºDeterminar
la densidad de un gas ideal cuyo poder calorífico superior es 22000 Kcal/m3 y
su índice de Wobe es 25000 Kcla/m3
PCS=22000kcal/m3
W=25000kcal/m3
Solución
W=PCS/raíz(dr)àdr=(PCS)2/(W)2
Dr=(22000*22000)/(25000*25000)
Dr=dg/da
Dg=dr*da
Dg=0,77*1kg/m3
