termo 1 reconocimiento
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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
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.
Fluidos que intervienen
Gas
Agua en su estado liquido
Aire
Combustible
Componentes Principales
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.
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.
Fluidos que intervienen
Aire
Componentes Principales
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
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
Principio de Funcionamiento
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
Fluidos que intervienen en su funcionamiento
Agua
Componentes principales
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.
Principio de funcionamiento
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:
Agua en su estado liquido
Vapor de agua
Refrigerante
Aire
Componentes principales
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.”
Fluidos que intervienen en su funcionamiento
- Combustible
- Aires
Componentes principales
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
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.
Principio de Funcionamiento
“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
Fluidos que intervienen en su funcionamiento
- Agua
- Combustible
Componentes principales
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.
Principio de funcionamiento
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
Fluidos que intervienen en su funcionamiento
- Agua en estado liquido- Agua en estado gaseoso
Componentes principales
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.
Principio de funcionamiento
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.
Fluidos que intervienen en su funcionamiento
- Aire
- Agua en estado liquido
-Gas
Componentes principales
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
http://opex-energy.com/termosolares/turbina_de_vapor_termosolar.html
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
http://www.etitudela.com/profesores/ats/downloads/microsoftwordtema2.pdf
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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