El tubo capilar es el más simple de todos los controles de flujo de refrigerante, sin partes móviles. Normalmente consisten solo en una tubería de cobre, diámetro 0.5 a 1.5 mm y longitud 1.5 a 6 m. La función de expansión es causada simplemente por la caída de presión inducida por el tubo largo y estrecho. El flujo másico a través del tubo depende de la diferencia de presión entre los lados de condensación y evaporación.
El tubo capilar se puede encontrar en sistemas comerciales pequeños de alto volumen, como los refrigeradores domésticos, pero también se pueden usar para sistemas más grandes si las condiciones de funcionamiento son relativamente estables. En general, el tubo capilar es vulnerable a la obstrucción, por lo que normalmente se montan un filtro deshidratador y un filtro antes de la entrada. El lado de baja presión de un sistema de refrigerante con un dispositivo de expansión capilar debe ser capaz de contener toda la carga de refrigerante. Cuando el compresor se detiene, el refrigerante migrará al lado frío de baja presión.
A menudo, el lado de baja presión está equipado con un separador de líquido, que actúa como un receptor, justo antes del compresor. La carga de refrigerante también debe considerarse cuidadosamente para los sistemas de tubos capilares. Un sistema sobrecargado hará una copia de seguridad del condensado en el condensador.
Esto eventualmente inundará totalmente el condensador si la sobrecarga es suficientemente grande o si hay un gran cambio en las condiciones de operación. La baja carga, por otro lado, provocará la inanición del evaporador, con la caza como resultado.
A continuación, hablaremos en detalle sobre el tubo capilar y la acción capilar, que es para lo que generalmente se utiliza. Este uno de los tantos tubos de laboratorio, como el Tubo de Pitot. ¡Acompáñanos!
¿Qué es un tubo capilar?
Los tubos capilares o tubos capilares son tubos muy delgados hechos de un material rígido, como plástico o vidrio, en el que un líquido fluye hacia los tubos contra la gravedad en un proceso llamado acción capilar. La capilaridad es el movimiento de un líquido en un pequeño tubo de paso capilar de sección transversal, como las aberturas en materiales porosos. La acción capilar de un fluido puede ocurrir tanto en dirección vertical como horizontal. En la capilaridad o acción capilar, el fluido se mueve hacia arriba contra la fuerza de la gravedad.
En el tubo capilar, la capilaridad se produce debido a las fuerzas intermoleculares entre el líquido y las superficies sólidas circundantes del tubo. Es causado por la presión de cohesión y adhesión, lo que hace que el líquido se mueva incluso contra la gravedad.
El efecto de la acción capilar se puede ver en:
- La elaboración de líquidos entre los pelos de un pincel.
- Tubos delgados
- Materiales porosos como el papel.
- Algunos materiales no porosos, como la fibra de carbono licuada
- Células
La acción capilar tiene muchas aplicaciones importantes, como la cromatografía en capa delgada, en la que un disolvente se mueve verticalmente hacia arriba de una placa a través de la acción capilar. En la soldadura fuerte, la acción capilar hace que un metal de relleno se dibuje en el espacio entre las piezas de trabajo.
¿De qué está hecho el tubo capilar?
El tubo capilar se hace generalmente de acero inoxidable, ya que el mercurio se amalgamar con otros metales. Los cambios de temperatura afectan el capilar y el mercurio que contiene y, por lo tanto, la lectura de temperatura. Pero si el capilar tiene una capacidad muy pequeña, el error debido a cambios en la temperatura ambiente será insignificante.
Propiedades del tubo capilar
Cuando se usa un tubo capilar de una longitud apreciable, es necesario compensar los efectos provocados por los cambios en la temperatura en la vecindad del tubo. Esto se puede hacer de varias maneras. Para lograr una compensación de temperatura completa, se utilizan dos sistemas térmicos que son idénticos en todos los aspectos, excepto que uno tiene una bombilla y el otro no.
Los tubos capilares corren uno al lado del otro, y los tubos Bourdon están muy cerca dentro del mismo caso. Si el puntero está dispuesto para indicar la diferencia de movimiento entre los extremos libres de los dos tubos Bourdon, indicará un efecto que se debe solo al cambio de temperatura en la bombilla.
Si solo se requiere la compensación de la temperatura de la carcasa, el tubo capilar se omite en el sistema de compensación, pero en este caso la longitud del tubo capilar utilizado en el sistema no compensado no debe exceder los 8 metros.
¿Qué es la acción capilar?
Incluso si nunca has oído hablar de la acción capilar, sigue siendo importante en tu vida. La acción capilar es importante para mover el agua y todas las cosas que se disuelven en ella. Se define como el movimiento del agua dentro de los espacios de un material poroso debido a las fuerzas de adhesión, cohesión y tensión superficial.
La acción capilar ocurre porque el agua es pegajosa, gracias a las fuerzas de cohesión, moléculas de agua les gusta permanecer juntas, y a la adhesión, moléculas de agua son atraídas y se adhieren a otras sustancias. La adhesión de agua a las paredes de un recipiente provocará una fuerza ascendente sobre el líquido en los bordes y dará como resultado un menisco que se vuelve hacia arriba.
La tensión superficial actúa para mantener la superficie intacta. La acción capilar ocurre cuando la adhesión a las paredes es más fuerte que las fuerzas cohesivas entre las moléculas líquidas. La altura a la cual la acción capilar llevará agua en un tubo circular uniforme está limitada por la tensión superficial y, por supuesto, la gravedad.
El agua no solo tiende a pegarse en una gota, sino que se pega al vidrio, tela, tejidos orgánicos, tierra y, afortunadamente, a las fibras en una toalla de papel. Sumerja una toalla de papel en un vaso de agua y el agua «trepará» sobre la toalla de papel. De hecho, seguirá subiendo la toalla hasta que la fuerza de la gravedad sea demasiado para superarla.
Aplicaciones de la acción capilar
El uso práctico de la acción capilar es evidente en todas las formas de nuestra vida diaria. Hace que realizar nuestras tareas sea eficiente y eficaz. Algunas aplicaciones de esta propiedad única incluyen:
- Las propiedades fundamentales se utilizan para absorber agua mediante el uso de toallas de papel. Las propiedades cohesivas y adhesivas atraen el fluido hacia la toalla de papel. El líquido fluye hacia la toalla de papel a cierta velocidad.
- Una técnica llamada cromatografía en capa fina utiliza la acción capilar en la que se usa una capa de líquido para separar las mezclas de las sustancias.
- La acción capilar nos ayuda naturalmente al bombear líquido lagrimal en el ojo. Este proceso limpia el ojo y limpia todo el polvo y las partículas que están alrededor de los conductos del ojo.
- Para generar energía: Un posible uso para la acción capilar es como fuente de energía renovable. Al permitir que el agua suba a través de los capilares, se evapore una vez que llegue a la parte superior, el condensado y vuelva a caer al fondo haciendo girar una turbina en su camino para crear la energía, ¡la acción capilar puede generar electricidad! Aunque esta idea aún está en proceso, muestra el potencial que tiene la acción capilar y lo importante que es.
Acción capilar y el tubo capilar
El aumento o la caída de líquidos en un tubo capilar dependen de las interacciones entre el tubo y el líquido. El menisco es la curva causada por la tensión superficial en la superficie superior de un líquido. Puede ser convexo o cóncavo. Un menisco convexo ocurre cuando las moléculas tienen una atracción más fuerte entre sí (cohesión) que con el material del recipiente (adhesión), lo que hace que la superficie del líquido se hunda hacia abajo.
Esto se puede ver entre mercurio y vidrio en barómetros y termómetros. Por el contrario, se produce un menisco cóncavo cuando las moléculas del líquido son atraídas hacia las del recipiente, lo que hace que la superficie del líquido se hundan hacia arriba. Esto se puede ver en un vaso de agua.
Las fuerzas en la acción capilar
Las fuerzas de cohesión son las fuerzas de atracción que, como su nombre indica, causan cohesión o unen las moléculas del líquido. Son las fuerzas de cohesión las que impulsan la tensión superficial, la propiedad de un líquido para resistir la penetración. Existen entre átomos similares, como los átomos ramificados de hidrógeno que constituyen el agua.
Las fuerzas de adhesión no son tan diferentes. Estas también son fuerzas atractivas, pero la atracción que fomentan no se manifiesta entre átomos similares, sino átomos diferentes. Como su nombre lo indica, causan adhesión o pegan una familia de moléculas, en este caso, el líquido, a otra familia de moléculas, aquí, la superficie capilar.
Un líquido se elevará solo si las fuerzas de adhesión entre sus moléculas y las moléculas del tubo son mayores que las fuerzas de cohesión entre sus propias moléculas. Un tubo, como el tallo delgado de una planta que transporta agua y nutrientes, atrae y «jala» el líquido más y más a lo largo de su superficie adhesiva.
Última actualización el 2024-12-06 / Enlaces de afiliados / Imágenes de la API para Afiliados. Esta web forma parte del programa de Afiliados de Amazon.