Trabajo Colaborativo 1 Temática: Primera Ley de la termodinámica

TERMODINÁMICA  

CÓDIGO: 201015

Trabajo Colaborativo 1

Temática: Primera Ley de la termodinámica

Presentado por:

Dayra Stephany Muñoz Huertas

 Código:

Liliana Valencia

Código:

Yeison Bermeo Artunduaga

Código: 1079509653

Sergio Alexander Zambrano Montaña

Código: 1049626283

Grupo 201015_69

Presentado a:

Ing. Rodrigo Ortega

Tutor

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD

ESCUELA DE CIENCIAS AGRÍCOLAS, PECUARIAS Y DEL MEDIO AMBIENTE

1 de abril de 2017 

BOMBAS

Las bombas son máquinas especiales y específicamente para absorber energía mecánica que puede provenir de motores eléctricos, térmicos y de otras fuentes de energía disponible en nuestro medio, esta energía mecánica que absorben es transferida a un fluido como energía hidráulica la cual permite que el fluido transportado e introducido pueda ser llevado a un mismo nivel o a diferentes niveles o a diferentes velocidades según sea la especialización en el campo que se utilice la bomba.

En las industrias se hace gran uso de estas máquinas para ser usadas en diferentes capos de estas, por ejemplo, tenemos el uso de bombas en las centrales hidroeléctricas en el ciclo agua- vapor, en estas el fluido que interviene es líquido, ya que él las centrales se deben hacer uso de estas para elevarla presión del agua por encima de 120 bar, estas son denominadas Bombas de Alta Presión. El fin común que se le puede dar a una bomba es impulsar, mover un fluido variando su velocidad, así que el funcionamiento de una bomba de agua es sencillo, ya que el agua es aspirada por un tubo de entrada y posteriormente ser impulsada por un motor el cual tiene una serie de turbinas que impulsan el agua o el líquido deseado, esto está compuesto por unas bobinas e imanes que crean un campo magnético y así este logra que gire a una manera continua, y así logra la retroalimentación de la bomba mediante el movimiento continuo del fluido, estas deben soportar una gran presión y ser resistentes al calor dependiendo del uso y la bomba que se está usan en el proceso.

Las bombas se pueden clasificar en dos grandes grupos, dinámicas y las de desplazamiento Positivo. En las dinámicas tenemos las primeras que son las centrifugas, que son aquellas que el fluido ingresa por el tubo de ingreso y sale siguiendo una trayectoria periférica por la tangente; las segundas son las periféricas que las conocidas también como bombas tipo turbina, de vértice y regenerativas, estas utilizan altas velocidades en el fluido dentro del canal anular donde gira el impulsor. Estas bombas turbina son las usadas en las centrales hidroeléctricas tipo embalse llamadas también de Acumulación y Bombeo las cuales consumen y generan potencia. Por ultimo en la clasificación de las bombas tenemos las de Desplazamiento positivo el objetivo y estas bombas es guiar el fluido que se desplaza a lo largo de su trayectoria el cual siempre se encuentra contenido entre el elemento impulsor el cual puede ser un embolo, un diente de engranaje, un aspa, un tornillo, etc., y la carcasa o el cilindro, por consiguiente estas máquinas de desplazamiento positivo no necesariamente tiene movimiento alternativo (embolo), sino que puede tener movimiento rotatorio (rotor). En este grupo de máquinas de desplazamiento positivo tenemos las bombas reciprocantes y las bombas rotatorias, las cuales comparten la misma característica ya que contienen una cámara que aumenta de volumen (succión) y disminuye volumen (impulsión), por esta razón también se les denomina Volumétricas. Estas bombas pueden manejar fluidos que contengan aire o vapor, pero su principal aplicación es la de manejar líquidos altamente viscosos.

entre las principales partes de una bomba tenemos una serie de elementos que la conforman y son de vital importancia para su funcionamiento: carcasa o armazón (el cuerpo en el que está recubierta en su mayoría), entrada y salida (orificios por los cuales entra y sale el fluido manejado por la bomba), impulsor, rotor o rodetes (dispositivo utilizado para impulsar el fluido), sellos, retenedores y anillos (componentes que logran que la bomba selle y permita su correcta compresión interna), eje impulsor (sostiene el impulsor) y el motor (dispositivo que permite mover el eje y a su vez el impulsor).[pic 2][pic 3]

Bomba de Calor:

Se trata de un sistema, o máquina cuya finalidad es proporcionar calor a un espacio cualquiera y su funcionamiento es igual que el de un refrigerador, basado en la refrigeración por compresión, sólo que de manera inversa; aunque también existen las bombas de calor reversibles, las cuales, por medio de una válvula especial que puede revertir el ciclo y la máquina produce tanto calor, como frío.

Cómo bien se sabe, las máquinas térmicas (refrigerador o bomba de calor), absorben calor o frío, según la máquina, y mediante un proceso lo convierten en frío o calor, también según la máquina; a continuación, se explica un poco más a fondo lo que sería una bomba de calor:

Primero debemos entender que existen principalmente 4 tipos de máquinas de calor:

1. Aire – Aire: Hace uso del aire frío para convertirlo en aire caliente.

2. Aire – Agua: El aire frío se calienta, para brindarle ese calor al líquido.

3. Agua – Agua: Toman calor de una fuente de agua, que tenga una temperatura constante de entre 7°C y 12 °C, y la transfieren al agua del sistema de la casa o cualquier lugar que la implemente; sin embargo, su limitación más grande es que requiere fuentes de agua, generalmente subterráneas, que proporcionen calor.

4. Geotérmicas: éstas bombas mantienen el mismo principio que las agua – agua, solo que el calor no se toma del agua, sino de la tierra a poca profundidad que mantiene una temperatura superior a la exterior, ya sea para calentar agua, o aire dentro del espacio al que se desea subir la temperatura.

Máquina térmica reversible: Como su nombre lo indica, se trata de un sistema que puede proporcionar tanto calor, como frío y esto se hace posible gracias a una válvula llamada Válvula Inversora de Cuatro Vías¸ la cual funciona de forma eléctrica. Para entender la eficiencia del funcionamiento de ésta máquina térmica, debemos tener en cuenta que como se trata de un dispositivo que produce tanto calor como frío, entonces debe haber dos formas de analizar su coeficiente de eficiencia (CoP) y esto se puede resumir mediante las siguientes ecuaciones:

1. Bomba de calor:

[pic 4]

2. Refrigerador:

[pic 5]

Siendo los subíndices 1: el foco caliente y 2: el foco frío.

[pic 6]

Ilustración 1 fuente [en línea]: http://www.tecnologia-industrial.es/imagenes/ciclo-bomba-de-calo.jpg

Condensador:

Es definido de manera casi unánime, como un intercambiador térmico que convierte el vapor o cualquier gas, al estado líquido, mediante la transferencia de calor al exterior; éste gas viene recalentado de los anteriores procesos:

Existen 3 tipos de condensadores que son: enfriados por aire, enfriados por agua y evaporativos.

- Enfriados por aire: Que se utilizan en los sistemas de aire acondicionado; y usan el aire para enfriar unos tubos que a su vez enfrían el vapor y lo condensan.

. Enfriados por agua: Utilizan un sistema de tubos concéntricos por los que corre agua y esto permite la refrigeración del vapor.

- Evaporativos: Hacen uso de agua y aire en contracorriente para realizar el enfriamiento.

Caldera:

Se trata de una máquina creada gracias a la ingeniería y cuya función principal es la de generar vapor, por medio de una fuente de calor y a una presión constante; para convertir ese vapor en energía aprovechable; son muy utilizadas en campos como: La salud, Para esterilizar; en termoeléctricas, para producir electricidad y para el calentamiento y evaporación de fluidos.

Existen dos tipos de calderas que son:

- Acuotubulares: en las cuales el agua o líquido de trabajo circula a través de unos tubos que atraviesan directamente la caldera, produciéndose así la evaporación.

- Pirotubulares: en las cuales se presentan unos tubos que transportan gases a muy altas temperaturas, los cuales y que producen la evaporación del agua o líquido de trabajo.[pic 7][pic 8]

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