PDF superior Diseño, construcción e instalación de un generador de vapor para el Laboratorio de Transferencia de Calor

4.2.1 Construcción del casco y del hogar. En la construcción del casco y el hogar se partió con el trazado, método que se suple la mesa de corte térmico con guía CNC, en la cual se ingresa el archivo de los planos con sus medidas exactas, las cuales son cortadas posteriormente en la lámina seleccionada, en nuestro caso SA-516-70. Una vez lista la placa con las medidas requeridas se ha realizado el rolado del casco y hogar, concluyendo con el soldado de los mismos utilizando el método de soldadura SMAW (Shield Metal Arc Welding) con junta longitudinal, misma que será analizada con ensayos radiográficos para comprobar que no existan defectos en la soldadura y de esta manera garantizar su eficiencia.

Nota: La potencia frigorífica del evaporador o intercambiador de calor de placas es supuesta puesto a que como se indica en su catálogo de aplicación la capacidad está dada con otros parámetros, primeramente el fluido de cálculo es agua y las temperaturas de descarga tienen una variación térmica con las de entrada de entre (4 y 7)°C, Por tanto la real capacidad se tiene recalculando o corrigiendo mediante la ecuación de calor sensible, considerando que no hay cambio de estado en el producto, lo que no se puede variar es el caudal de suministro de fluido por parte de la bomba al intercambiador debido a que su cálculo es preciso en diámetro de tubería y área de transferencia de calor que debe mantenerse constante de no ser así el fluido se congela en el interior y causa daños que específicos en el manual de mantenimiento del equipo.

La radiación difiere de la conducción y la convección dado que no se requiere un medio físico para la transferencia. La radiación es la transferencia de energía a través del espacio por medio de ondas electromagnéticas, de manera similar a las ondas electromagnéticas que propagan y transfieren la luz, es decir puede transmitirse a través del espacio y del vacío [2]. La radiación es un mecanismo de transferencia de calor muy importante en especial cuando hay grandes diferencias de temperatura, como en un horno de tubos de vapor o en hornos para cocción de alimentos. La evidencia experimental muestra que la transferencia de calor radiante es proporcional a la cuarta potencia de la temperatura absoluta, mientras que la convección y la conducción son proporcionales a una diferencia lineal de la temperatura [17]. El proceso de transferencia de calor radiación para la superficie se muestra en la figura 1.1. La radiación que la superficie emite se origina a partir de la energía térmica de la materia limitada por la superficie y la velocidad a la que libera energía por unidad de área se denomina potencia emisiva 𝐸 𝑏 (W. m −2 ), que es establecida por la ley

Los intercambiadores de calor son equipos utilizados para aprovechar el calor de un fluido hacia otro que se encuentra a menor temperatura, con el fin de utilizarlo para diferentes procesos industriales, los intercambiadores de calor que se van a diseñar son de banco de tubos de flujo cruzado, estos tipos de intercambiadores de calor se utilizan comúnmente en procesos de enfriamiento o calentamiento de aire o gas, dentro de los procesos de ingeniería se utiliza el aire para el acondicionamiento de locales, secado, para estos fines el fluido del que se aprovecha su calor comúnmente es el vapor. Se utilizan tubos aletados para obtener una mayor área de transferencia y de esta manera lograr un mejor intercambio de calor entre los fluidos.

El ICP con juntas consiste en un conjunto de placas metálicas onduladas o en relieve y empaques. El conjunto de placas es comprimido mediante un marco o bastidor que consiste en una placa fija y otra móvil, en el marco las placas están sujetas por una barra guía superior y por otra barra guía inferior para asegurar una alineación correcta, con tornillos de apriete, todo esto para asegurar la compresión óptima y hermeticidad del conjunto de placas y empaques. Las barras guías son más largas que la pila comprimida de placas, de modo que cuando se retira la cubierta de extremo móvil, las placas puedan ser deslizadas a lo largo de las barras de soporte para inspección y limpieza. Las placas onduladas o en relieve tienen en su periferia ranuras para la instalación de juntas, las cuales sirven para cerrar los canales y dirigir los fluidos por canales alternos. 9

Así el agua en sus distintos estados tiene una pequeña o gran importancia de acuerdo a las características del proceso que se pretende realizar en las diferentes industrias, ya sea textil, de alimentos, salud, o refrigeración y aire acondicionado entre otros. A este estado de agregación del agua " hielo" es el que se pretende generar en este proyecto. El hielo es muy utilizado en la industria de diferentes formas para suplir las necesidades de cada uno de los procesos involucrados con transferencia de calor y entre esto la refrigeración.

Pero la verdadera revolución en el uso del motor a vapor llegó gracias a James Watt, quien estudió el motor de Newcomen y observó las diferentes deficiencias que tenía. Uno de los problemas más graves del motor de Newcomen consistía en que si bien contaba con su propia caldera a escala con el motor, ésta no era capaz de producir el vapor suficiente para hacer trabajar correctamente dicho motor. Watt hizo una caldera experimental, la cual le permitiría evaluar las cantidades de agua que eran evaporadas y la cantidad de vapor que se deseada en cada recorrido del pistón. Pronto descubrió que solo se necesitaba una pequeña cantidad de vapor para calentar una gran cantidad de agua y, por lo tanto, el vapor tenía una mayor capacidad de conservar el calor que la misma agua.

El correcto manejo del recurso energético hace imperante la necesidad de idear mejoras a distintos procesos como lo es el proceso de transferencia de cargas entre un generador y una acometida del ICE. Actualmente, en la Compañía Industrial Aceitera Coto 54 el operador de la sección de turbinas hace lo posible dentro su capacidad, para determinar el momento preciso para transferir alguno de los siete circuitos de cargas transferibles entre el generador de la planta y la acometida del ICE. Esta decisión, basada únicamente en la experiencia e intuición del operador, no es siempre la más eficaz y en ocasiones va en detrimento de la planificación del consumo energético del ICE que hace el departamento de producción de la planta. Se externa entonces la necesidad de re-organizar el proceso en cuestión. La mejora realizada se basa en una estrategia de determinación del circuito correcto por transferir, de acuerdo a tres escenarios específicos y a mediciones de potencia consumida por cada equipo implicado y la consideración de valores límite ingresados por el usuario.

La caldera desde su puesta en marcha en marzo del año 2013 ha brindado su funcionamiento diariamente abasteciendo de vapor a los procesos de refinación, en este periodo el mantenimiento de la caldera únicamente se lo realizaba con las purgas del domo de vapor, del domo de lodos y el control químico. En el año 2014 refinería tuvo un paro de planta programado, es así que la caldera salió de operación y en este lapso de tiempo se realizó las primeras actividades de mantenimiento predictivo en base a la inspección ejecutada por el departamento del Área Técnica de la Producción.Las actividades que realizo ATP y en las cuales se participó fueron la inspección visual interna de los evaporadores, la evaluacióndel estado de los haces tubulares y de los cordones de soldadura mediante ensayos no destructivos END. Los equipos que posee la caldera actualmente no cuentan con:

Para la construcción de la manivela, se encontró un problema similar al detectado con el gancho, ya que no se consiguió el material en el formato deseado (barra de acero rectangular de ½” x ¼”). Como esta pieza se debía hacer obligatoriamente en acero, se decidió finalmente usar una barra cuadrada de ½” de lado. Para darle la forma requerida, se fresó hasta que el espesor fuera el requerido, después se cortó a la medida, se fresó nuevamente la parte que encaja con el pistón, se taladraron los huecos de los pines y, finalmente, con una piedra esmeril se le dio la forma redondeada a un extremo de la barra. Para la construcción del cigüeñal, se partió de la misma barra que se usó para la excéntrica y el proceso fue similar, cortando a la medida y taladrando los huecos en las medidas requeridas. Posteriormente, se torneó el pin el cual entra ajustado al cigüeñal.

Evaluación del aislamiento en sistemas sin cogeneración  En los sistemas que producen únicamente energía térmica (sin cogeneración), el costo del vapor es básicamente el costo del combustible dividido por la eficiencia de la caldera

Cada uno de los generadores está conectado a la barra común, y por seguridad los generadores se sincronizan a esta antes de suministrar potencia a la carga, la barra común cuenta con medición de voltaje y de frecuencia, el relé de frecuencia envía señales de campo al controlador lógico programable para que este acelere o des-acelere el generador que hará las veces de barra infinita, a la barra común está también conectado el interruptor principal, que a su vez, está motorizado. Conectado a la barra de carga están los interruptores principal y de barra común, ambos están motorizados y cuentan con enclavamiento mecánico, en la barra de carga hay un sistema de medición de potencia que sirve para comunicarle al controlador lógico programable si debe sincronizar otro generador más a la barra común para abastecer la carga o si por el contrario deberá sacar uno de servicio. El interruptor principal abre el suministro que viene de un transformador, al interruptor principal se conecta un relé de voltaje que es quien determina si procede activar el interruptor de transferencia automático.

los capítulos anteriores para el diseño de un intercambiador de calor de carcaza y tubos.1. INTRODUCCION.[r]

En medio del estudio se decide variar la presión disminuyéndola hasta 2 bar, y en esta operación se descubre el por qué de tanto ahorro. Antes de la instalación del SRE, si se realizaba esta operación el vapor de agua utilizado para secar y planchar contenía gotas de agua, lo que hacia que aparecieran manchas en la ropa recién lavada. Tras la instalación del SRE se descubre que bajando la presión a 2 bar el resultado es el mismo que a una presión superior, es decir, no hay constancia de que haya gotas de agua contenidas en el vapor que puedan manchar la ropa. Y ¿a qué se debe esto? Esto se debe a una mejora sustancial en el título del vapor, al alimentar a la caldera con un agua a una temperatura superior se consigue un aumento del título.

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calor se absorbe de un fluido en vías de enfriamiento y el refrigerante hierve a consecuencia de ello. Luego el vapor a baja presión se comprime y los niveles de presión y temperatura se elevan hasta un punto en el que el vapor sobrecalentado se condensa utilizando el medio de enfriamiento disponible.

En realidad el hombre es un sistema abierto. El mecanismo por el que se pierde calor es la evaporación del agua. ¿Cuánta agua se debe evaporar al día para mantener la temperatura corporal constante?. Considera que el calor de evaporación de agua o Q v es 2405 kJ/kg a 27 o C.

La resistencia transmite energía en forma de calor (Q in ) a una probeta la cual es un disco de Latón (diámetro exterior de 126 mm y 4 mm) desde el radio interno (DR) hacia el radio exterior (126mm), este calor se transmite por todo el equipo hasta llegar a el módulo de calor compuesto por una tubería donde fluye agua a 3 l/m (C in ) con una temperatura promedio de 17°C (T amb ) y absorbe todo el calor de la resistencia (Q out ), a medida que el agua fluye por el ducto su temperatura va aumentando (T sal ). Los sensores (S1 a S9) registran y envían la información de la temperatura en cada instante, esta temperatura va en aumento hasta llegar a su máximo, generando un diferencial entre el sensor 1 y el sensor 9 (ΔT). Se asume que el restante de caras está en adiabático con respecto al ambiente. 8.4.5 Resistencia eléctrica tubular. La potencia requerida para obtener el diferencial de temperatura está dada por la ecuación de conservación de la energía para un sistema radial

INTERCAMBIADORES DE CALOR Un intercambiador de calor es cualquier dispositivo en el cual se efectúa la transferencia de energía térmica desde un fluido hasta otro. En los intercambiadores más sencillos el fluido caliente y el fluido frío se mezclan directamente; sin embargo, los intercambiadores más comunes son aquellos en los cuales los fluidos están separados por una pared. Estos últimos pueden variar desde una simple placa plana que separa dos fluidos hasta configuraciones complejas que incluyen pasos múltiples., aletas y deflectores. En este caso se requieren los principios de transferencia de calor por conducción y convección y en ocasiones por radiación, para describir el proceso de intercambio de energía.

Las torres de enfriamiento son estructuras de transferencia de calor entre el aire atmosférico y el agua caliente procedente de los procesos industriales, el contacto entre el aire y el agua es directo y se lo realiza con la ayuda de rellenos los cuales mejoran el tiempo de residencia del líquido dentro de la torre logrando una mayor área de contacto entre ambos fluidos. El agua caliente ingresa por la parte superior de la torre y se distribuye uniformemente en el interior mediante el uso de pulverizadores. El contacto directo entre el aire con el agua provoca la evaporación de una porción de agua, la cual requiere calor de cambio de fase que es tomado del agua circundante, logrando su enfriamiento. [5]