Características de

las Calderas

José Antonio González Moreno

Máquinas Térmicas

Mayo del 2015

Introducción:En esta presentación se expondrán los tipos de

calderas, sus características y sus partes mecánicas

principales. Finalmente se presentan las conclusiones,

las referencias bibliográficas consultadas y una serie de

preguntas y respuestas relacionadas con estos

generadores de vapor.

Antecedentes:

Estos artefactos fueron utilizados hasta el

siglo XIX como medios para teñir ropa y

producir vapor para limpieza, hasta que un

hombre llamado Dionise 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 paratransferirlo a una sustancia hasta alcanzar suscondiciones de cambio de fase a vapor.

También, las calderas de vapor son instalacionesindustriales las cuales funcionan mediante la aplicaciónde un combustible sólido, líquido o gaseoso; suprincipal objetivo es vaporizar el agua para poderobtener 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: Tienerelación con la cantidad ycontenido de calor de vapor yse mide en Kg deVapor/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 transfiereel calor. Es el área de los tubos que está en contacto con los gases dela combustión debido a que el calor va de los más caliente a los másfrío.

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 quenecesita 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 delmismo tipo y del mismotamaño, una acuotubular yotra pirotubular, ¿cuálpresenta mayor superficiede calentamiento?

R = La acuotubular porqueel área exterior de contactoes mayor.

Pregunta 2:¿A cuanto equivale las34.5 lb/hr de agua en lasunidades siguientes?

a) g de agua/min

b) KBTU/hr

c) Kcal/hr

R = a) 261.05 g deagua/min

b) 2.5456 KBTU/hr

c) 641.874 Kcal/hr

Partes Básicas de una

Caldera:Muchas de las calderaspueden variara de acuerdoal tipo del que se trate comose observó en lasdiapositivas anteriores.

Pero básicamente lascalderas constan de laspartes que se presentan enlas siguientes figuras.

Partes Básicas de

una Caldera:

Calderas Acuotubulares:

Caldera Pirotubular:

Resumen de Partes Básicas:1) Motor

2) Turbina o Caracol

3) Quemador.

4) Puerta Delantera

5) Termómetro de

Carátula.

6) Válvula de Alivio

primaria.

7) Válvula de alivio

secundaria.

8) Salida de Vapor.

9) Medidor de nivel

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.

Accesorios de una Caldera:

Accesorios (Primera parte):

Accesorios (Segunda parte):

Controlador de nivel:

Combustible en las Calderas:

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 destine.

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 destine.

Referencias Bibliográficas

1) 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, Bomba de alta Presión,

válvula de seguridad y Chacuaco.