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Características de
las Calderas
M. En C. José Antonio González Moreno
4E2
Febrero 2014
Introducción:En esta presentación se estudiarán lascaracterísticas de diversos arreglos decalderas, así como la definición elementalde dicho artefacto.
También se presentan las unidades en lascuales se mide la capacidad de unacaldera. Finalmente se muestran lasconclusiones, las referencias y laspreguntas de repaso.
Antecedentes:Estos artefactos fueron utilizados hasta el
siglo XIX como medios para teñir ropa y
producir vapor para limpieza, hasta que un
hombre llamado Papin inventó una
caldera de pequeñas dimensiones
llamada “marmita”; con ella se trató de
reemplazar los modelos anteriores pero el
intento fracasó.
Antecedentes:La caldera de vapor más elemental fue
diseñada, como se menciona
previamente, por Dionisio Papin en 1769
pero quien la desarrolló fue James Watt en
1776; estas calderas eran utilizadas para
accionar bombas de agua, tenían una
forma cilíndrica vertical y eran de larga
vida útil; fueron éstas las responsables de
la revolución industrial la cual comenzó en
el s. XVIII.
Definición:Es un conjunto de aparatos para producir
calor y para transferirlo a una sustancia
hasta alcanzar sus condiciones de cambio
de fase a vapor.
También, las calderas de vapor son
instalaciones industriales las cuales
funcionan mediante la aplicación de un
combustible sólido, líquido o gaseoso; su
principal objetivo es vaporizar el agua para
poder obtener diferentes aplicaciones.
La transferencia de
calor hacia el agua,
se realiza por medio
de tubos metálicos.
Clasificación de las
Calderas 1:
Clasificación de las
Calderas 2:
Clasificación de las
Calderas 3:
Calderas
Acuotubulares:El agua que va a ser calentada o evaporada
circula por dentro los tubos y los gases muy
calientes de la combustión saturan el exterior
de los tubos (acuotubos).
Calderas Pirotubulares:Los gases muy calientes de la combustión
circulan por dentro de los tubos (Fluxes) y
por fuera de ellos cubriendo los tubos
circula el agua.
Capacidad de una
Caldera:
A una caldera se le asociangeneralmente dos tipos decapacidades:
1) Capacidad Real: Tiene relacióncon la cantidad y contenidode calor de vapor y se mide enKg de Vapor/tiempo.
2) Capacidad nominal: Tienerelación con su área osuperficie de calentamiento osuperficie de calefacción (DeCalero o de Caldeo).
Área de
Calentamiento:
Es la superficie metálica de
los tubos a través de la
cual se transfiere el calor.
Es el área de los tubos que
está en contacto con los
gases de la combustión
debido a que el calor va
de los más caliente a los
más frío.
Área de
Calentamiento:
Las unidades en que se mide
una Caldera son BHP (Boiler
Hourse-Power) o Caballo-
Caldera y equivale a la
cantidad de calor que
necesita 34.5 lb/hr de agua a
condiciones estándar.
También equivale a 10 ft2 de
superficie de calentamiento
(0.9290 m2 de superficie de
calefacción)
Pregunta 1:
Comparando 2 calderas
del mismo tipo y del
mismo tamaño, una
acuotubular y otra
pirotubular, ¿cuál
presenta mayor superficie
de calentamiento?
R = La acuotubular porque
el área exterior de
contacto es mayor.
Pregunta 2:
¿A cuánto equivale las34.5 lb/hr de agua en lasunidades siguientes?
a) Kg de agua/hr.
b) KBTU/hr
c) Kcal/hr
R =
a) 15.663 Kg de agua/hr
b) 2.5456 KBTU/hr
c) 641.874 Kcal/hr
Partes Básicas de una
Caldera:
Muchas de las calderas
pueden variara de
acuerdo al tipo del que
se trate como se
observó en las
diapositivas anteriores.
Pero básicamente las
calderas constan de las
partes que se presentan
en las siguientes figuras.
Accesorios de una
Caldera:
Accesorios
(Primera parte):
Accesorios
(Segunda parte):
Controlador de nivel:
Combustible en las
Calderas:
Descripción de las
Partes Básicas:
Descripción de las
Partes Básicas:1) Compresor.
2) Caracol.
3) Quemador.
4) Espejo delantero.
5) Termopar de
Carátula.
6) Válvula de Alivio
primaria.
7) Válvula de alivio
secundaria.
8) Salida de Vapor.
9) Medidores de nivel y
toma de muestras.
10) Válvulas de
alimentación y de
reflujo
11) Válvula de ingreso de
agua.
12) Bomba de alta
presión.
13) Tablero de Control
14) Piloto de encendido.
Conclusiones:
Las calderas son intercambiadores de calor que se
rigen por las leyes termodinámicas y adoptan una serie
de características distintivas y clasificaciones
importantes que hacen particular la eficiencia y el
modo de operar de estas máquinas de acuerdo al uso
particular que se les dé.
Referencias
Bibliográficas1) Sistemas de Calefacción. (2001). Consultado el
día 14 de febrero de 2015 de
http://www.sistemascalefaccion.com
2) Jutglar L., Miranda A. L. y Villarubia M. Manual de
Calefacción de Ferroli. (2011) Ed. Marcombo,
España.
Preguntas de
Referencia:1) ¿Cómo se define comercialmente una caldera?
R = conjunto de aparatos para producir calor y para
transferirlo a una sustancia hasta alcanzar sus
condiciones de cambio de fase
2) ¿Cuántos tipos de calderas existen de acuerdo a
la forma de los tubos y cuáles son?
R = Son 2: Rectos y Curvos
3) ¿Cuál es la inclinación (en °) más común en las
calderas de tubos inclinados?
R = 60°
4)¿Qué otros nombres reciben las calderas de tubos
de humo? (Mencionar 4 nombres)
R = Pirotubulares, Igneotubulares, Tubos de fuego y
Fluxes
Preguntas de
Referencia:5) ¿En qué unidades se mide la Capacidad real de
una caldera?
R = se mide en Kg de Vapor/tiempo
6) ¿Qué otros nombres tiene la superficie de
calentamiento?
R = De Calero o de Caldeo
7) ¿A cuánto equivale un BHP en lb/hr y ft2?
R = a 34.5 lb/hr y 10 ft2
8) Mencionar 5 partes básicas de una caldera
Pirotubular:
R = Purga, Válvula McDonell, Quemador, Válvula de
seguridad y Chacuaco