Termo 1 Reconocimiento

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

UNAD

Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente

Ingeniería Ambiental

TERMODINAMICA

TRABAJO DE RECONOCIMIENTO 2

Realizada por:

CALDERA

Figura 1. Caldera. Extraída de la página web :

http://www.calderasnaves.com/generadores.html

Es un recipiente cerrado de material metálico en el cual se calienta un

caloportador, el cual produce vapor, generalmente agua, aumentando la

temperatura mediante algún tipo de combustible o electricidad dándose una

presión mayor a la atmosférica; posteriormente se distribuirá por los emisores

mediante una red de tuberías.

Equipos auxiliares de la caldera

http://www.powermaster.com.mx/guia-tecnica/equipo-auxiliar-necesario/

Bomba de alimentación de agua a la caldera

Tanque de condensados

Cabezal de vapor

Suavizador de agua

Principio básico de funcionamiento

Se fundamenta por una cámara doble en la cual se produce combustión gracias al

aire comburente en una superficie de intercambio realizando así la transferencia

de calor.

Fluidos que intervienen

Agua en su estado liquido

Combustible en estado liquido

Combustible en estado gaseoso.

Componentes Principales

Una caldera de calefacción consta principalmente de:

Quemador

Hogar: en el cual se realiza la combustión, quemando el combustible.

Tubos de Intercambio de calor: en donde el calor se produce generando

burbujas de vapor

Emparrillado: elementos metálicos, trapezoides encargados de servir como

soporte al combustible sólido.

Cenicero: recibe las cenizas expulsadas por la parrilla

Separador liquido vapor: separa las gotas de agua del vapor aún caliente

antes de alimentar la caldera.

Chimenea: conducto que permite la salida de los gases y los vapores a una

altura indicada hacia el exterior.

Carcasa: es donde se encuentra contenidos el hogar y el sistema de tubos

de intercambio de calor.

Cámara de Agua: cantidad de agua ocupada en la caldera.

Cámara de Vapor: es el espacio sobre el nivel superior de agua y en el cual

se acopia el vapor formado por la caldera.

Figura 2. Partes de la caldera. Extraída de la página web:

http://www.estrucplan.com.ar/Producciones/entrega.asp?IDEntrega=2953

TURBINAS

Es un dispositivo mecánico a través del cual pasa un fluido de forma constante

generando con esto energía.

Figura 3. Turbina. Extraída de la página web:

https://encrypted-tbn3.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcSM-

5p5SHNIQqxgbu60nOGyUVQQq2Ux62P38KYk0mPzdByWbtUDig

https://encrypted-tbn3.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcSM-5p5SHNIQqxgbu60nOGyUVQQq2Ux62P38KYk0mPzdByWbtUDig



Equipos auxiliares

Sistema de lubricación

Sistema de refrigeración

Sistema de regulación

Soporte posterior

Dispositivo giratorio

Cojinetes

http://opex-energy.com/termosolares/turbina_de_vapor_termosolar.html

Principio de Funcionamiento

Una turbina tiene como función absorber energía de una corriente del aire o algún

fluido continuo como agua vapor o gas, y restituirla en energía mecánica,

convirtiendo el trabajo dado en forma de movimientos de rotación. El intercambio

de energía está basado en la ecuación de Euler.

Las turbinas se clasifican según el modo de transformar la energía en turbinas de

acción o impulso y turbinas de reacción, siendo las primeras constantes en su

presión, mientras las segundas la presión de entrada es mayor a la de salida.

Mario Alberto García Pérez, octubre 2011 Turbomaquinas - turbinas hidráulicas.

Universidad nacional del callao. Facultad de ingeniería eléctrica y electrónica.


Gas



Aire

Combustible


Distribuidor: en el cual tenemos

o Cámara de distribución

o Sistema de regulación

o Inyector:

Tobera

Aguja

Deflector

Rodete

o Rueda

o Alabes

Eje

Sistema de Frenado

Carcasa

Cámara de Descarga

Blindaje

Destructor de Energía

Figura 4. Partes de la turbina. Extraída de

http://personales.unican.es/renedoc/Trasparencias%20WEB/Trasp%20Sist

%20Ener/03%20T%20HIDRAULICAS.pdf

Carlos J Renedo. Turbinas hidráulicas. Sistemas Energéticos. Universidad de

Cantabria.

Compresores y Turbocompresores

Compresores: son máquinas de fluido en la cual al aumentarse la presión se

desplaza cierto tipo de compresibles en espacio determinado que luego es

reducido por medios mecánicos.

Turbocompresores: está compuesto de un compresor unido a una turbina por

medio de un eje común la cual le proporciona la energía de accionamiento.

Principio de Funcionamiento:

El compresor en su funcionamiento absorbe el aire atmosférico con presión alta al

interior del compresor y es expulsado por efecto de la fuerza centrífuga.

Según su principio de funcionamiento se puede clasificar en:

De embolo

Centrífugos

Rotativos

El turbocompresor

En el Turbocompresor los gases de escape incurren en la turbina, saliendo

axialmente, luego de conceder una buena parte de su energía interna a la misma.

http://personales.unican.es/renedoc/Trasparencias%20WEB/Trasp%20Sist%20Ener/03%20T%20HIDRAULICAS.pdf


El aire ingresa al compresor axialmente, y sale radialmente, con el efecto

secundario negativo de un aumento de la temperatura más o menos considerable.

El funcionamiento del compresor es inverso al de la turbina. La rueda del

compresor se une a la turbina por medio de un eje de acero forjado y, a medida

que la turbina hace girar la rueda del compresor, esta rotación a alta velocidad

recoge aire y lo comprime.


Aire


El Compresor se compone de las siguientes partes:

Un Cilindro (eje, pistones y cámara).

Un Conjunto de Tapas (trasera y delantera).

Un Conjunto de Válvulas (exteriores de conexión, e interiores de lengüeta y platos

de válvula).

Arandelas de gomas y Empacadoras.

Conjunto de sellos (eje y tapa).

Conjunto de Embrague (bobina, rotor, placa de arrastre).

Figura 5. Compresor. Extraída de la página web: https://encrypted-

tbn2.gstatic.com/images?

q=tbn:ANd9GcQpjM8vYtnNYrtjAGLtVzTj_GA3iG9V0TNpBvqb3Pm7CIwhUBib

Figura 6. Turbocompresor. Extraído de la página web:

http://www.hybridturbos.es/area-tecnica/entendiendo-a-los-turbos/componentes-

del-turbo/

http://www.etitudela.com/profesores/ats/downloads/microsoftwordtema2.pdf

BOMBAS DE PISTÓN A VAPOR


http://www.hybridturbos.es/area-tecnica/entendiendo-a-los-turbos/componentes-del-turbo/


Estas bombas están constituidas por émbolos que tienen un movimiento de vaivén generado por una manivela y una biela, las cuales permiten la entrada y la salida del fluido.

Máquinas para fluidos. (2009) Bombas volumétricas. Instituto de mecánica de fluidos e ingeniería ambiental.

Principio de funcionamiento

La bomba de pistón está unida a un motor neumático alternativo el cual se acciona con aire.

Fluidos que intervienen en su funcionamiento

Agua en estado liquido

Vapor de agua

Aire

Componentes principales

Carcasa estándar

Sellos de carcasa

Cilindro de fuera de borda

Sello anillado

Tapa de válvula

Sellos de rodamiento.

Válvula de salida y de entrada

Bomba de pistón a vapor. Tomada de http://html.rincondelvago.com/000479808.png

BOMBAS CENTRIFUGAS

Una bomba centrifuga es un dispositivo que se compone de una paletas rotatorias dentro de una carcasa. La presión que se crea se atribuye a la acción centrifuga. Tiene dos partes: Un elemento giratorio y un elemento estacionario


La bomba centrifuga convierte la potencia de ingreso en energía cinética gracias a un mecanismo giratorio denominado impulsor.

El efecto centrífugo es el principal fenómeno físico de transferencia de energía sobre un fluido.

El flujo ingresa por ojo del rodete ganando energía de presión y cinética a medida que pasa por medio de las paletas que lo transportan hacia la salida en dirección radial, influyendo también la forma de caracol de la voluta lo cual genera un aumento paulatino de flujo.

http://www.monografias.com/trabajos36/bombas-centrifugas/bombas-centrifugas2.shtml#ixzz3RrbogyOT


Agua


Carcasa Impulsores Anillos de desgastes Empaques y sellos Flecha cojinetes

Figura 7. Bomba centrifuga. Tomado de http://www.unet.edu.ve/~maqflu/doc/LAB-1-95.htm

BOMBAS A CALOR

Las Bombas de calor son un sistema de calefacción de alta eficiencia energética desde un sistema de baja temperatura a otra más alta en donde el agente encargado de compensar las cargas térmicas del espacio puede ser agua o aire.


Es un dispositivo que aplica trabajo para extraer cierta cantidad de calor de un sistema frío y ceder calor a un foco caliente. “La bomba está sujeta a las mismas limitaciones de la segunda ley de la termodinámica como cualquier otro motor térmico, y por lo tanto se puede calcular la máxima eficiencia a partir del ciclo de Carnot. Las bombas de calor, se caracterizan normalmente por un coeficiente de rendimiento (COP), que es el número de unidades de energía entregada al foco caliente, por unidad de trabajo de entrada.”

Extraído de página web: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/thermo/heatpump.html

Fluidos que intervienen en su funcionamiento:


Vapor de agua

Refrigerante

Aire


Compresor

Válvula de expansión

Condensador

Evaporador

Figura 8. Bomba de calor. Tomada de la página web: https://infovalldenuriacas.files.wordpress.com/2013/02/bomba-calor.jpg

MOTORES DE COMBUSTION INTERNA

Los motores de combustión interna o endotérmica son máquinas que convierten la energía química proporcionada a energía mecánica directamente utilizable. Esta energía transformada proviene de la combustión llevada a cabo en su interior, la cual es producida por el flujo activo o por la mezcla de combustibles con el comburente.

Los motores encendidos por chispa se basan en el principio de ignición a volumen constante, son llamados motores OTTO, mientras que los que se encienden por compresión basados en el principio a presión constante se denominan motores Diesel

http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/lim/cleto_o_ja/capitulo3.pdf

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

“Un motor de combustión interna basa su funcionamiento, en el quemado de una mezcla comprimida de aire y combustible dentro de una cámara cerrada o cilindro, con el fin de incrementar la presión y generar con suficiente potencia el movimiento lineal alternativo del pistón.

En un motor el pistón se encuentra ubicado dentro del cilindro, cuyas paredes le restringen el movimiento lateral, permitiendo solamente un desplazamiento lineal alternativo entre el punto muerto superior (PMS) y el punto muerto inferior (PMI); a dicho desplazamiento se le denomina carrera.

Tanto el movimiento del pistón como la presión ejercida por la energía liberada en el proceso de combustión son transmitidos por la biela al cigüeñal. Este último es un eje asegurado por los apoyos de bancada al bloque del motor, y con unos descentramientos en cuales se apoyan las bielas, que son los que permiten que el movimiento lineal del pistón transmitido por la biela se transforme en un movimiento circular del cigüeñal.

Este movimiento circular debe estar sincronizado principalmente con el sistema de encendido y con el sistema valvular, compuesto principalmente por el conjunto de válvulas de admisión y de escape, cuya función es la de servir de compuerta para permitir la entrada de mezcla y la salida de gases de escape.

Normalmente las válvulas de escape son aleadas con cromo con pequeñas adiciones de níquel, manganeso y nitrógeno, para incrementar la resistencia a la oxidación debido a las altas temperaturas a las que trabajan y al contacto corrosivo de los gases de escape.”


- Combustible

- Aires


Culata Tapa de la cabeza del motor Múltiple de admisión: Múltiple de escape Filtro de aire Árbol de levas Polea de árbol de levas Balancines Buzos Válvulas Inyectores Bujías Cables de bujías Junta de aceite y anticongelante de la cabeza del motor Bloque del motor o monoblock Cigüeñal Reten de cigüeñal Bancadas Bielas Pistones Cilindros

Figura 9. Motor de combustión interna. Extraído de http://www.banrepcultural.org/blaavirtual/ciencias/sena/mecanica/gas-preconversion-vehiculos/gaspre5a.htm

http://www.banrepcultural.org/blaavirtual/ciencias/sena/mecanica/gas-preconversion-vehiculos/gaspre5a.htm


SISTEMAS DE REFRIGERACION

La refrigeración consiste en el proceso de bajar o mantener el calor de un cuerpo o un espacio, es un proceso termodinámico en el que se extrae calor del objeto, y se lleva a otro lugar capaz de admitir esa energía térmica.


“Se realiza mediante una secuencia de cambios de estado de un líquido refrigerante que circula a través de un circuito en el que se le va forzando alternativamente a comprimirse y expandirse, produciendo y consumiendo, alternativamente calor. La refrigeración no consiste, pues, en inyectar frío en el refrigerador sino en la extracción del calor existente en el mismo.”

http://www.neveras.com.es/p/refrigeracion-principio-de.html


- Agua

- Combustible


Compresor Condensador Evaporador Dispositivo de expansión Filtro secador Caldarin


Figura 10. Sistemas refrigerantes extraídos de http://www.thermarclima.com.ar/image/aac/image003.jpg

TORRES DE ENFRIAMIENTO

Son sistemas mecánicos que disipan el calor con el fin de enfriar masas de agua.


El principio de enfriamiento de estos equipos se basa en la evaporación, el equipo produce una nube de gotas de agua bien por pulverización, bien por caída libre que se pone en contacto con una corriente de aire. La evaporación superficial de una pequeña parte del agua inducida por el contacto con el aire, da lugar al enfriamiento del resto del agua que cae en la balsa a una temperatura inferior a la de pulverización.

http://www.msssi.gob.es/ciudadanos/saludAmbLaboral/agenBiologicos/pdfs/4_leg.pdf


- Agua en estado liquido- Agua en estado gaseoso


Relleno

Distribuido dentro de la torre suministra el área superficial para la

transferencia de masa y calor.

Eliminadores de desviación

Base recolectora del agua fría

Desviadores del flujo de aire

Cubierta de redistribución



Equipo de monitoreo

Tanque de expansión

Figura 11. Torre de enfriamiento. Extraído de

http://www.kurimexicana.com/imagenes/agualog-agosto-2012-torres-

enfriamiento_clip_image006.jpg

INTERCAMBIADORES DE CALOR

Dispositivos que facilitan la transferencia de energía de un medio a otro, entre

fluidos por conducción u convección.


http://www.kurimexicana.com/imagenes/agualog-agosto-2012-torres-enfriamiento_clip_image006.jpg


Los intercambiadores de calor se basa en la transferencia de energía en forma de

calor de un medio (aire, gas o líquido) a otro medio. El mecanismo de

funcionamiento de los intercambiadores de calor, que logran una separación total

entre los dos fluidos sin que se produzca ningún almacenamiento intermedio de

calor, se conoce como recuperador.


- Aire

- Agua en estado liquido

-Gas


Haz de Tubos

Placa de tubos

Carcaza

Deflectores o bafles

Reductores de montaje

Cabezal

Figura 12. Intercambiadores de calor. Extraído de:

http://1.bp.blogspot.com/_3oShvkI8ANQ/ShOUIjblwDI/AAAAAAAAACY/lP2zZY_Rj

Pw/s400/20094430_intercambiador1.png

Referencias

Página web: http://www.calderasnaves.com/generadores.html

Página web http://www.powermaster.com.mx/guia-tecnica/equipo-auxiliar-necesario/

Página web http://www.estrucplan.com.ar/Producciones/entrega.asp?

IDEntrega=2953

Página web https://encrypted-tbn3.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcSM-5p5SHNIQqxgbu60nOGyUVQQq2Ux62P38KYk0mPzdByWbtUDig

Página web


Página web http://personales.unican.es/renedoc/Trasparencias%20WEB/Trasp

%20Sist%20Ener/03%20T%20HIDRAULICAS.pdf

Carlos J Renedo. Turbinas hidráulicas. Sistemas Energéticos. Universidad de

Cantabria.

Página web https://encrypted-tbn2.gstatic.com/images?

q=tbn:ANd9GcQpjM8vYtnNYrtjAGLtVzTj_GA3iG9V0TNpBvqb3Pm7CIwhUBib

Página web

http://www.hybridturbos.es/area-tecnica/entendiendo-a-los-turbos/componentes-

del-turbo/

Página web


Página web http://html.rincondelvago.com/000479808.png

Página web http://www.monografias.com/trabajos36/bombas-centrifugas/bombas-centrifugas2.shtml#ixzz3RrbogyOT

Página web http://www.unet.edu.ve/~maqflu/doc/LAB-1-95.htm

Página web http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/thermo/heatpump.html











Página web https://infovalldenuriacas.files.wordpress.com/2013/02/bomba-calor.jpg

Página web http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/lim/cleto_o_ja/capitulo3.pdf

Página web http://www.banrepcultural.org/blaavirtual/ciencias/sena/mecanica/gas-preconversion-vehiculos/gaspre5a.htm

Página web http://www.neveras.com.es/p/refrigeracion-principio-de.html

Página web http://www.thermarclima.com.ar/image/aac/image003.jpg

Página web http://www.msssi.gob.es/ciudadanos/saludAmbLaboral/agenBiologicos/pdfs/4_leg.pdf

Página web http://www.kurimexicana.com/imagenes/agualog-agosto-2012-torres-

enfriamiento_clip_image006.jpg

Página web

http://1.bp.blogspot.com/_3oShvkI8ANQ/ShOUIjblwDI/AAAAAAAAACY/lP2zZY_Rj

Pw/s400/20094430_intercambiador1.png








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