Los cilindros (acanalado, prensa y pre calentador) se calientan con vapor de agua. La camisa del cilindro es por lo general fina y fabricada en fundición gris, con gran conductividad térmica. El calor es transmitido: vapor – condensado – camisa – papel.
La resistencia a la cesión de calor del vapor saturado a la superficie del cilindro depende de la forma de la capa de condensado, de la limpieza de la pared interior del cilindro y del metal de la camisa del cilindro. Con toda probabilidad, existe en el cilindro una película de condensación, pues habrá siempre una pequeña cantidad de condensado en el cilindro y que se forma siempre esta película durante la rotación.
La formación de depósitos de incrustaciones o de grasa del vapor de escape debe evitarse con una preparación esmerada del agua de alimentación y un desengrasado del vapor de escape. La resistencia de la camisa misma del cilindro crece de forma lineal con su espesor.
Una eliminación correcta de condensado de los cilindros es extremadamente importante. El condensado que queda en el cilindro es arrastrado hacia arriba por el rozamiento producido al girar el cilindro. La altura de elevación crece con la velocidad hasta el punto en que la fuerza centrífuga y la gravedad están en equilibrio y empieza a formarse un anillo hidráulico o (anillo de condensado).
Esta velocidad de equilibrio varía con la cantidad de agua en el cilindro; cuanto más agua haya en el cilindro, tanto más cuesta la formación del anillo. Al aumentar la velocidad se estabiliza el anillo hidráulico. Al reducir la velocidad se conserva el anillo formado debido a la inercia de las masas aun hasta una velocidad considerablemente más baja que aquella en la cual se había formado.
El comportamiento del condensado en el cilindro produce un fuerte aumento de la potencia necesaria de accionamiento hasta el punto de formación del anillo, en el cual el consumo de corriente baja, por regla general, de nuevo al valor del cilindro vacío. Poco antes de la formación del anillo hay una zona de inestabilidad en la cual varía considerablemente la potencia necesaria.
En cilindros precalentadores con 1.500 mm. de diámetro, la velocidad teórica de equilibrio es de 170 mpm. Entre el agua y la pared del cilindro existe, sin embargo, un considerable resbalamiento, de modo que la formación del anillo hidráulico empieza solo en velocidades mucho más altas, aproximadamente con 350 mpm. en adelante. Obviamente en los cilindros acanalados y prensa con diámetro interior más pequeño sobre 270/290 mm. la formación del anillo hidráulico empieza sobre velocidades de 150/170 mpm.
Este dato lo corrobora estudios y pruebas realizadas por un fabricante de cilindros. Metiendo agua coloreada de azul dentro de un rodillo acanalado y con una tapa transparente en el mangón. Se colocó el rodillo en el torno y se hizo girar para ver cuando empezaba a formarse el anillo hidráulico. En las figuras adjuntas se puede ver las cuatro fases de la dinámica rotacional del condensado (F.-1).
Para el drenaje idóneo de condensados del interior de los cilindros y precalentadores, es esencial la colocación de un tubo-sifón, lo más ajustado posible en el fondo interior del cilindro. Cuando está sumergida totalmente en el agua la boquilla del tubo-sifón (F.-2), el sifón actúa como tubo de aspiración, siendo necesario que exista una presión diferencial entre la entrada del vapor y la descarga de condensado para que se establezca un flujo de este ultimo hacia el exterior, según el principio físico de Pascal*.
Fases de la dinámica rotacional del condensado (F.-1).
Primera fase:
Vapor en el cilindro f.-1/1
Sin rotación, el vapor cede su entalpía (cantidad de energía que un sistema puede intercambiar con su entorno) de evaporación y se condensa ocupando la zona baja del cilindro.
Segunda fase:
Régimen laminar f.-1/2
Cuando el cilindro comienza a girar, el condensado encharcado en la zona inferior tiende a moverse en la misma dirección del giro, adhiriéndose una delgada película de agua en toda la superficie interna del cilindro que permanecerá, a cualquier velocidad, variando su espesor.
Tercera fase:
Régimen de cascada f.-1/3
A medida que la velocidad de rotación aumenta, se produce en el interior del cilindro una acción de cascada o lluvia violenta debido a que el condensado es arrastrado con más fuerza y alcanza mayor altura dentro del cilindro. La película de condensado aumenta de espesor.
Cuarta fase:
Régimen de anillo perfecto f.-1/4
Se alcanza este estado cuando la velocidad y por tanto la fuerza centrifuga, han aumentado de tal manera que hacen desaparecer la cascada y todo el condensado queda adherido a la pared interna del cilindro, formando un anillo hidráulico o anillo de condensado.
*Principio Físico de Pascal
En física, el principio de Pascal o ley de Pascal, es una ley enunciada por el físico y matemático francés Blaise Pascal (1623-1662) que se resume en la frase:
La presión ejercida en cualquier lugar de un fluido encerrado e incompresible se transmite por igual en todas las direcciones en todo el fluido, es decir, la presión en todo el fluido es constante.
La presión en todo el fluido es constante: esta frase que resume de forma tan breve y concisa la ley de Pascal da por supuesto que el fluido está encerrado en algún recipiente, que el fluido es incompresible…
El principio de Pascal puede comprobarse utilizando una esfera hueca, perforada en diferentes lugares y provista de un émbolo, se observa que el agua sale por todos los agujeros con la misma presión.
También podemos ver aplicaciones del principio de Pascal en las prensas hidráulicas.
Las cuatro fases de la dinámica rotacional del condensado
En este video podemos observar el movimiento de la masa de agua , y su comportamiento a medida que aumenta la velocidad del giro
Raimond Rius 31-08-10
Saica
