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Temperatura: heat pipes, reactors y vapor Guide

La temperatura controla cómo se almacena y transfiere el calor en Factorio y determina qué pueden hacer ciertas máquinas (boilers, heat exchangers, steam turbines, reactors). Esta página resume cómo se representa la temperatura, cómo el calor es transportado por fluidos y heat pipes, límites prácticos y fórmulas sencillas para planificar redes de calor.

Conceptos básicos de temperatura y contenido energético

  • La temperatura de los fluidos se mide en °C. La referencia ambiental usada por el juego es 15°C.
  • El vapor y otros fluidos almacenan energía térmica proporcional a (temperatura − 15°C).
  • Energía por unidad de fluido por grado Celsius es 200 J / unit / °C. Es decir: elevar 1 unit de fluido 1°C almacena 200 J.
  • Ejemplo: 1 unit de vapor a 165°C almacena (165 − 15) × 200 = 30,000 J. Un tanque de 25,000 units de vapor a 165°C contiene 750 MJ. Un tanque del mismo tamaño a 500°C contiene 2.425 GJ.

Temperaturas de vapor usadas por las máquinas

  • El vapor producido por boilers es 165°C.
  • El vapor producido por heat exchangers (y por ciertos otros procesos de alta temperatura) es 500°C.
  • Los heat exchangers deben alcanzar 500°C antes de poder producir vapor.

Heat pipes: calor almacenado, caudal y caída de temperatura

  • Los heat pipes transportan energía térmica a lo largo de segmentos conectados de heat pipe. Cada segmento almacena algo de calor y además impone un límite en cuánto cae la temperatura para un flujo de potencia dado.
  • Para una conexión recta de heat pipe con una entrada y una salida, la caída de temperatura a través de un solo segmento depende de la potencia P que fluye por él (P en MW):
    • Caída de temperatura por segmento = 1 + (P / 15) °C.
  • Esta fórmula da una longitud efectiva máxima para una línea de heat pipes entre una temperatura fuente y una temperatura sumidero porque la caída total no puede exceder la diferencia de temperatura disponible.
    • Ejemplo: Un heat exchanger debe estar a 500°C para producir vapor y la temperatura máxima fuente disponible desde un generador es 1000°C, así que la diferencia máxima de temperatura es 500°C. Para P = 40 MW, la longitud máxima en línea recta ≈ 500 / (1 + 40/15) ≈ 136 segmentos.
  • Los heat pipes no tienen caudales separados como los fluidos; en su lugar modelan la resistencia térmica mediante la fórmula de caída de temperatura por segmento arriba.

Comportamiento especial de transferencia de calor en reactors y otras entidades

  • Un reactor nuclear usado meramente como un conductor pasivo de calor (incluso sin combustible) impone una caída de temperatura diferente a la de un heat pipe:
    • Para una potencia P en MW que pase por un reactor, el reactor hace caer la temperatura en 1 + (P / 387) °C. Esto hace que los reactors sean enlaces térmicos de menor resistencia comparativamente que un solo segmento de heat pipe para P grandes.
  • Los heat exchangers y los generadores de calor (reactors, boilers, heat producers) tienen temperaturas máximas de funcionamiento:
    • Los heat exchangers necesitan 500°C para generar vapor.
    • Los heat generators (p. ej., reactors) pueden llegar hasta 1000°C.

Planificación de redes de calor: reglas prácticas

  • Al diseñar una red de calor, compara la temperatura fuente y la temperatura requerida del sumidero y divide el ΔT disponible por la caída por segmento para estimar cuántos segmentos puedes colocar en serie.
    • Usa caída por segmento = 1 + (P / 15) para heat pipes.
    • Para redes que incluyan bloques de reactor como conductos, usa la fórmula de caída del reactor donde corresponda.
  • Mantén los enlaces de alta potencia cortos o usa múltiples rutas en paralelo para reducir P por vía y así disminuir la caída de temperatura por segmento.
  • Los heat exchangers deben recibir fluido lo suficientemente caliente (≥500°C) en su entrada. Asegúrate de tener suficiente margen de temperatura después de las caídas por tubería/segmento cuando lleves calor a la generación de vapor.

Contabilidad energética y eficiencia

  • Vapor engines y turbines están modelados como 100% eficientes termodinámicamente en el sentido de que el contenido energético del vapor (calculado a partir de la temperatura y las units) equivale a la energía mecánica extraíble.
  • No hay pérdidas térmicas por almacenamiento o conducción de fluidos: un fluido en una tubería o tanque conserva su energía térmica (las únicas pérdidas son las modeladas intencionalmente mediante caídas de temperatura a través de heat pipes y transferencias hacia máquinas).

Fórmulas de referencia rápida

  • Energía almacenada en fluidos: energía (J) = 200 J/unit/°C × units × (T − 15°C).
  • Caída de temperatura por segmento de heat pipe: ΔT_segment = 1 + (P (MW) / 15) °C.
  • Caída al usar un reactor como conductor: ΔT_reactor = 1 + (P (MW) / 387) °C.
  • Longitud máxima en línea recta de heat pipes (dado ΔT_available): length_max ≈ ΔT_available / (1 + P/15).

Usa estos números para dimensionar tramos de heat pipe, estimar cuánto vapor representa un inventario de fluido caliente y asegurar que los heat exchangers reciban ≥500°C.