¿Qué es un separador de vapor?
Se utiliza un dispositivo separador de vapor para eliminar el vapor de agua del vapor. Si bien el término puede referirse a un conjunto especializado de equipos que funcionan en concierto, un dispositivo separador de vapor puede ser cualquier cosa que elimine el exceso de vapor de agua del vapor para aumentar la eficiencia térmica de un motor a base de vapor. El producto final de un separador de humedad de vapor se denomina vapor "seco", aunque todavía contiene agua en estado gaseoso. Los separadores de vapor se utilizan en todo, desde motores de locomotoras de vapor clásicos hasta modernos sistemas de turbinas impulsados por fisión nuclear.
El vapor regular o "húmedo" que no ha pasado a través de un separador de vapor contiene gotas suspendidas de agua que aún están en estado líquido. Estos se crean cuando el agua del proceso de ebullición excita lo suficiente como para liberarse de la mayor masa de líquido, pero la energía impartida a las moléculas no es lo suficientemente grande como para romper la tensión superficial de las gotas. Estas gotas no solo siguen siendo líquidas, sino que también presentan núcleos alrededor de los cuales el vapor gaseoso puede enfriarse y condensarse más fácilmente.
En el ejemplo más básico de la locomotora de vapor, se coloca un domo de vapor sobre la caldera para que actúe como un separador de vapor. El vapor que va de la caldera a los pistones que impulsan el motor debe pasar al domo de vapor y volver a bajar. Este diseño crea un separador de vapor pasivo. De lo contrario, el vapor de agua atrapado por el separador de vapor pasaría a los cilindros del pistón y se condensaría allí. Si se permite que se condense en una cantidad suficientemente grande, el agua crearía una masa no compresible dentro del cilindro del pistón, creando una condición llamada bloqueo hidráulico, que hace que todo el motor falle.
Si bien algunas máquinas de vapor modernas todavía usan un domo de vapor, esta forma de separador de vapor puede ser aumentada por otros separadores de humedad, y el vapor puede pasar a través de varios separadores antes de llegar a las turbinas. Algunos separadores de vapor pasivos pueden incluir tubos estrechos, válvulas o paletas que desalientan el paso de gotas de líquido y devuelven el agua cosechada a la caldera. Estos pueden formarse de tal manera que hagan que el vapor que pasa a través de ellos se arremolina, aumentando la eficiencia del dispositivo.
Los peligros son diferentes en un motor de turbina, la necesidad y la función de un separador de vapor son esencialmente las mismas. Las gotas de agua en el vapor de alta presión que pasa por las turbinas en las plantas modernas de generación de energía pueden dañar las aspas de la turbina y otras partes. Además, la condensación en las palas y partes de la turbina puede conducir a la erosión con el tiempo. Si bien este tipo de daño puede no ser tan catastrófico como el bloqueo hidráulico, seguirá disminuyendo en gran medida la vida útil de una turbina.