Act 2. Reconocimiento general Termodinamica

TERMODINAMICA

ACT. 2. TRABAJO DE RECONOCIMIENTO

GRUPO: 201015-3

TUTOR:

UNIVERSIDAD ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD

ESCUELA DE CIENCIAS AGRARIAS, PECUARIAS Y DE MEDIO AMBIENTE

PROGRAMA INGENIERÍA AMBIETNAL

SEPTIEMBRE

Actividad 2. Trabajo de Reconocimiento

1. Desarrollo de la fase inicial del proyecto del curso

Equipos a analizar para el desarrollo del estudio termodinámico:

• Calderas y sus equipos auxiliares

• Principio de funcionamiento.

La caldera es un dispositivo que está diseñada para generar vapor de agua a través de la transferencia de calor a un fluido (agua) inicialmente en estado líquido.

Se llena con la cantidad de agua suficiente el tanque de la caldera y se da la combustión en el horno el cual es controlado para pasar solamente el combustible necesario. La flama o calor es dirigida y distribuida a las superficies de calentamiento o tuberías donde la energía térmica liberada en el proceso de combustión se transmite al agua contenida en los tubos y se transforma en vapor; dicho vapor es conducido por tuberías a los puntos de uso y/o colectado en cámaras para su distribución.

En la parte superior de la caldera se sitúa una chimenea por donde se evacuan los humos o gases de la combustión; además en el fondo de la caldera se encuentra una válvula de salida llamada purga por donde retiran los residuos de polvos, lodos y otras sustancias no deseadas.

Los elementos auxiliares de una caldera son: sopladores, válvulas de seguridad y desahogo, sistemas de manipulación de ceniza, cortadores de aire y de humos y ventiladores.

• Fluidos que intervienen en su funcionamiento

• Agua en estado líquido
• Vapor de agua
• Gases
• Humos
• Combustibles que pueden ser sólidos (carbón, leña), líquidos (derivados del petróleo) o gaseosos (gas natural, gas licuado de petróleo).

• Componentes principales

• Hogar o Fogón: cámara donde se quema el combustible (solido, liquido, gas)
• Puerta hogar: puerta metálica por donde se provee el combustible sólido al hogar. Cuando se usa combustibles líquidos o gases esta pieza es reemplazada por un quemador.
• Emparrillado: rejilla metálica que sirve de soporte al combustible sólido al interior de hogar.
• Cenicero: es el sitio donde se recogen las cenizas.
• Puerta del cenicero: a través de esta se realiza la limpieza del cenicero y se controla también la entrada de aire primario al hogar.
• Mampostería: es un recubrimiento de material refractario o aislante térmico que evita la perdida de calor al exterior.
• Conductos de humos: es por donde los humos y gases calientes hacen su circulación transfiriendo calor al agua de la caldera.
• Caja de humo: es el sitio donde convergen los humos y gases una vez realizada la transferencia de calor y antes de salir por la chimenea.
• Chimenea: conducto por donde se expulsan los gases y humos la ambiente.
• Regulador de tiro o templador: Compuerta metálica que regula la salida de humo y gases en la chimenea.
• Puertas de inspección: estas permites inspeccionar, limpiar y reparar la caldera.
• Puertas de explosión: permite la evacuación de gases y humos en caso de exceso de presión en la cámara de gases.
• Cámara de agua: es la cavidad que está ocupada por el agua, la cual tiene un nivel superior mínimo del que no debe descender durante su funcionamiento.
• Cámara de vapor: es el espacio que queda sobre el nivel superior máximo de agua y en el cual se almacena el vapor generado por la caldera.

• Imagen o esquema general

[pic 1]

Fuente: http://www.atmosferis.com/calderas-fumitubulares/

• Turbinas y sus equipos auxiliares

• Principio de funcionamiento.

Una turbina es un motor rotativo que es accionado por un fluido en movimiento o por gas, los cuales hacen mover la turbina, convirtiendo esta fuerza en energía mecánica la cual se puede aprovechar de distintas maneras, como por ejemplo para generar energía eléctrica.

• Fluidos que intervienen en su funcionamiento

• Aire comprimido
• Vapor de agua
• Agua en estado liquido
• Gas
• Combustible (gasolina, ACPM)

• Componentes principales

• El cuerpo del rotor
• La carcasa
• Alabes
• Válvula de regulación
• Cojinetes
• Sistema de lubricación
• Sistema de extracción de vahos
• Sistema de refrigeración de aceite
• Sistema de aceite de control
• Sistema de sellado de vapor
• Virador
• Compensador

• Imagen o esquema general

[pic 2]

Fuente: http://grupos.emagister.com/imagen/turbina_a_gas_lm2500_propulsion_marina/24556-779387

• Compresores y turbocompresores 

• Principio de funcionamiento.

Son máquinas de transmisión de potencia cuya función es la de aumentar la presión de un fluido compresible (gases y vapores) y desplazarlo mediante compresión mecánica, aumentando su presión y energía cinética.

• Fluidos que intervienen en su funcionamiento

• Gases o vapores
• Aire
• Aceite

• Componentes principales

• Unidad compresora
• Motor
• Válvulas (de retención, de presión)
• Filtros (de aire, de aceite)
• Tanque
• Sistema de lubricación
• Sistema de enfriamiento

• Imagen o esquema general

[pic 3]

Fuente: http://www.takeoffbriefing.com/como-funciona-un-turbocompresor-motor-sobrealimentado-video/

• Bombas de pistón a vapor

• Principio de funcionamiento.

Esta bomba, es movida por vapor y utiliza el movimiento de pistones para asegurar la acción de bombeo. Una varilla común conecta un pistón de vapor y un pistón de líquido.

El pistón realiza dos movimientos conocidos como recorrido de adición (cuando se mueve hacia la sección accionadora de la bomba) y recorrido de compresión (se mueve lejos de la sección accionadora); este movimiento crea succión en el extremo de la válvula, abriéndola y permitiendo la entrada del fluido al cilindro. Cuando el pistón se mueve hacia adelante en su recorrido de compresión, se ejerce presión sobre el fluido, haciendo que se cierre la válvula de succión y se abra la válvula de descarga.

• Fluidos que intervienen en su funcionamiento (Ej. Agua en estado líquido, vapor de agua, combustible, aire, refrigerante, etc.)

• Vapor
• Aceite lubricante
• Fluido que se bombea

• Componentes principales

• El cilindro
• El pistón
• Los anillos del pistón
• Válvulas de succión
• Válvulas de escape
• El empaquete
• La carcasa de la bomba

• Imagen o esquema general

[pic 4]

Fuente: http://blog.enrimusa.com/tag/bombas-desplazamiento-positivo/

• Bombas centrifugas

• Principio de funcionamiento.

Esta bomba consiste en un conjunto de paletas rotatorias encerradas dentro de una coraza. Al ponerse en marcha a través de un motor, el flujo entra a la bomba y  las paletas imparten energía al fluido incrementando la energía de velocidad del fluido aprovechando la acción de la fuerza centrífuga, y transformándola en energía cinética.

• Fluidos que intervienen en su funcionamiento (Ej. Agua en estado líquido, vapor de agua, combustible, aire, refrigerante, etc.)

• Líquido a transportar

• Componentes principales

• Carcasa: Cumple la función de proteger la bomba y de convertir la energía de velocidad impartida al líquido en energía de presión.
• Impulsadores: es la parte fundamental de la bomba centrifuga. Los impulsadores reciben el líquido y le imparten velocidad.
• Anillos de desgaste: Como su nombre lo indica, evitan el desgaste entre el impulsor y la carcasa en aquellos sitios donde las holguras son cerradas.
• Estoperas, empaques o sellos: se encargan de sellar el paso del flujo hacia afuera del líquido bombeado.
• Flecha: Es el eje de todos los elementos que giran en la bomba centrifuga.
• Cojinetes: son el soporte a la flecha de todo el rotor y soportan las cargas radiales y axiales existentes en la bomba.
•  Bases: Estos elementos ofrecen soporte a la bomba, sosteniendo el peso de toda ella.

• Imagen o esquema general

[pic 5]

Fuente: http://ploja.tripod.com/prod2.html

• Bombas de calor

• Principio de funcionamiento.

La bomba de calor es una maquina térmica capaz de transportar energía en forma de calor desde un ambiente frio a otro más caliente.

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