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Física para empezar

Presión, volumen, caudal, energía, mmca Descripción de conceptos y unidades muy utilizadas en energía solar Forma parte del contenido de Lecturas básicas para solar térmica y FV

Física para empezar en solar térmica.


Apuntes generales y algunas equivalencias sobre presión, volumen, caudal, energía, mmca, y otros conceptos necesarios para manejarnos en esto de la energía.

Calor y energía


-El calor es una forma de energía. El calor contenido en un cuerpo es el producto de su masa por la temperatura a la que se encuentra. -Un litro de agua (1000 mililitros) que se encuentra a 10º Centígrados de temperatura contiene 10000 calorías (10 Kilocalorías).

-Si deseamos elevar la temperatura de ese litro de agua en un grado, deberemos emplear una cantidad de energía.
-Si introducimos una resistencia eléctrica de una potencia de 100 watios en ese litro de agua, tardaremos un tiempo determinado en elevar su temperatura en un grado.

-Si duplicamos la potencia de esa resistencia, reduciremos el tiempo a la mitad. Sin embargo el trabajo realizado es el mismo: hemos elevado la temperatura del litro de agua en un grado centígrado y por tanto en ese litro de agua ahora tenemos acumuladas 11000 calorías (11 Kilocalorías).

-Hemos realizado un trabajo (empleado una energía) que ha consistido en aplicar una potencia (watios) durante un tiempo determinado (horas o segundos). Si para realizar un trabajo (p.e. elevar la temperatura de un líquido) necesitamos emplear 1000 watios durante una hora, decimos que hemos consumido una energía de 1Kilowatio.hora (Kwh).

Unidades más usadas en solar térmica como presión, volumen, caudal, mmca, etc


Potencia                                 multiplicado por                   igual a:

W (watio)                                 1000                               kw (kilowatio)
Kw (kilowatio)                          3,6x1000000                        julio/hora
Kw (kilowatio)                          860                                kc/hora (kilocaloría/hora)


Energía                        multiplicado por                   igual a:


Kw.h (kilowatio x hora)             860                                kc Kw.h                                        3,6x1000000                        julio Julio                                         1000000                            Mj (Megajulio)

Presión                                  multiplicado por igual a:

Atmósfera                                 1,033                              kg/cm2 Bar                                            1,019                              kg/cm2

Equivalencias de presión utilizadas frecuentemente : 1 atm = 10 mca = 10000 mmca = 760 mmc Mercurio = 1 kg/cm2 = 1bar = 100000 Pascales

Volumen                                  multiplicado por                   igual a:

dm3                                          1000                               m3 Litro                                          1000                               Klitro

Conceptos usados frecuentemnte en solar térmica


Caudal Litros/segundo: litros de fluido que pasan por un punto de una conducción en un segundo. Litros/hora . m2: caudal que recorre un colector solar (magnitud fijada por el fabricante del colector). Si el caudal recomendado por el fabricante es de 50 l/h.m2 y el colector tiene 1,5m2 el caudal total recomendado para ese colector será 75 l/h.

Pérdida de carga mmca ( milímetros de columna de agua ): Unidad de presión que toma como referencia la densidad del agua y define la diferencia de presión que hay entre dos puntos de una conducción separados por una determinada distancia o entre los cuales se ha intercalado cualquier pieza que opone una resistencia al paso del fluido. Si el fabricante de un colector térmico atribuye a ese colector una pérdida de carga de 4 mmca y nosotros instalamos a la entrada y a la salida de ese colector una llave de corte con una pérdida de carga de 3 mmca cada una de ellas, tendremos una pérdida de carga total de 10  mmca.

Nº Reinold El nº Reinold no es una unidad; es un número experimental que indica la diferencia entre la circulación turbulenta o circulación laminar dentro de un conducto. Se estima que cualquier caudal circulante por el interior de una conducción ha de hacerlo con una pérdida de carga inferior a 40 mmca/m y en un valor Reinold inferior a 3000.

De un

m3       de gas natural        se obtienen           9500 Kcalorías (Kc)
M3       de gas propano      se obtienen          24000 Kcalorías (Kc)
Litro    de gas-oil              se obtienen           10500 Kcalorías (Kc)

Creada
Revisada

2017-01-26