reconocimiento grupo 201015 217

Trabajo de reconocimientoTERMODINMICA

DANIEL MILLAN VALENCIA. COD: 16217118.GRUPO: 201015_217

PRESENTADO A:ANA ILVA CAPERA

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA.CEAD PALMIRA, VALLE DEL CAUCA.2014.

Calderas y sus equipos auxiliares

Ventiladores-Economizadores-Calentadores de aire-Parrillas mviles, volcables y estacionarias-Alimentadores de combustible slido (carbn, bagazo, madera, etc.)-Distribuidores de neumticos-Quemadores-Sistema de precalentamiento y bombeado de combustible-Desaireadores

Principio de funcionamiento. En un principio las calderas eran simples tanques de hierro sobre un hogar de lea, las calderas modernas utilizan un tubo de fuego o el diseo de tubo de agua. Cualquier tipo incorpora una cmara de combustin en los que estn continuamente de combustible y aire introducido y se queman. Los gases de combustin calientes se utilizaban para calentar el interior o exterior de un tubo.Las calderas de vapor generan el vapor mediante la conversin de energa trmica a partir de la combustin de combustibles, los reactores nucleares, la luz solar concentrada o calor residual de otros procesos.Tipos de calderasExisten dos tipos bsicos: Calderas Piro tubulares, Calderas AcuatubularesCalderas Piro tubulares: las cuales consisten en una caldera que contiene el agua a evaporar en la carcasa, y por los tubos horizontales se transporta los gases calientes de combustin. El calor pasa desde el interior del tubo hacia el agua por la parte exterior del tubo.Puede haber varios pasos de tubos paralelos, los gases se mueven desde la cmara de combustin de ida y vuelta para ceder su calor y salir finalmente por la chimenea directamente o pasar previamente a travs de un sistema de recuperacin de calor, el cual precalienta el aire que entra en combustin en el hogar de la caldera con el combustible.Las calderas Piro tubulares presentan diferentes tipos de combinaciones de diseo que involucran el nmero de pasos que el calor de los humos provenientes de la quema del combustible en el hogar de la caldera, cede al agua antes de que estos sean descargados a la atmsfera. La Figura 113 muestra una configuracin tpica de caldera de dos pasos, donde muestra un primer paso al momento de la quema del combustible y la formacin de los humos, en un conducto el cual est rodeado de agua y ceden calor al agua y luego en el segundo paso por el juego de tubos de que est constituida la caldera para transferir el calor al agua contenida en la carcasa; la diferencia entre los dos tipo de caldera que se presenta en la Figura, consiste en el movimiento de los gases entre los dos pasos en un caso se realiza a travs de un conducto perifrico externo y el otro a travs de un conducto interno en la caldera

Fluidos que intervienen en su funcionamiento (Ej. Agua en estado lquido, vapor de agua, combustible, aire, refrigerante, etc.)

Los fluidos que intervienen en su funcionamiento es el vapor de agua como producto del proceso, el combustible como el lquido que se necesita para que la caldera empiece a funcionar; en cuanto a combustibles actualmente se utilizan tres tipos comunes de combustible utilizado en las calderas de vapor, son el carbn, petrleo y gas. Sin embargo, los residuos industriales o comerciales, tambin se utilizan en ciertas calderas.El Carbn: es el trmino genrico dado a una familia de combustibles slidos con un alto contenido de carbono. Hay varios tipos de carbn dentro de esta familia, cada una relacionada con las etapas de formacin del carbn y la cantidad de contenido de carbono. Los tipos de bituminoso y antracita tienden a ser utilizado como combustible de calderas.

Crudo de Petrleo: como combustible de calderas se crea a partir de los residuos producidos a partir de petrleo crudo despus de que se ha destilado para producir aceites ms ligeros como la gasolina, parafina, queroseno, diesel o gasoil. Diversos grados estn disponibles, cada uno adecuado para diferentes clasificaciones de la caldera, los grados son los siguientes:

Clase D - diesel o gasleo.Clase E - aceite ligero.Clase F - fuel ol medio.Clase G - fuel ol pesado.

Gas: es una forma de combustible de la caldera que es fcil de usar, con muy poco exceso de aire. Los Gases combustibles estn disponibles en dos formas diferentes:

El gas natural: Se utiliza en su estado natural, (a excepcin de la eliminacin de impurezas), y contiene una alta proporcin de metano.

Gas licuado del petrleo (GLP) - Estos son gases que se producen a partir de la refinacin de petrleo y se almacenan bajo presin en estado lquido hasta su uso.Las formas ms comunes de GLP de propano y butano.

Componentes principales

Debido a que cada caldera dispone, dependiendo del tipo, de partes caractersticas, es muy difcil atribuir a todas ellas un determinado componente. En razn de lo anterior se analizarn las partes principales de las calderas en forma general, especificando en cada caso el tipo de caldera que dispone de dicho elemento. Para tal anlisis usaremos el esquema de la caldera cilndrica sencilla.

Hogar o Fogn:es el espacio donde se produce la combustin. Se le conoce tambin con el nombre de Cmara de Combustin.

Puerta Hogar:Es una pieza metlica, abisagrada, revestida generalmente en su interior con ladrillo refractario o de doble pared, por donde se alimenta de combustible slido al hogar y se hacen las operaciones de control de fuego.

Emparrillado:son piezas metlicas en formas de rejas, generalmente rectangulares o trapezoidales, que van en el interior del hogar y que sirven de soporte al combustible slido.

Cenicero:es el espacio que queda bajo la parrilla y que sirve para recibir las cenizas que caen de sta. Los residuos acumulados deben retirarse peridicamente para no obstaculizar el paso de aire forma de reja que tienen, permiten el paso del Aire primario que sirve para que se produzca la combustin. Necesario para la combustin

En algunas calderas el cenicero es un depsito de agua.Puerta del Cenicero:Accesorio que se utiliza para realizar las funciones de limpieza del cenicero. Mediante esta puerta regulable se puede controlar tambin la entrada del aire primario al hogar.

Cuando se hace limpieza de fuegos o se carga el hogar, se recomienda que dicha puerta permanezca cerrada con el objeto de evitar el retroceso de la llama.

Altar: es un pequeo muro de ladrillo refractario, ubicado en el hogar, en el extremo opuesto a la puerta del hogar y al final de la parrilla, debiendo sobrepasar a sta en aproximadamente 30 cm.

Mampostera:Se llama mampostera a la construccin de ladrillos refractarios o comunes que tiene como objeto:

Cubrir la caldera para evitar prdidas de calor al exterior Guiar los gases y humos calientes en su recorrido.

Para mejorar el aislamiento la mampostera se dispone, a veces, en sus paredes de espacios huecos (capas de aire) que dificultan el paso de calor al exterior.Conductos de Humos:es aquella parte de la caldera por donde circulan los humos y los gases calientes que se han producido en la combustin, en estos conductos se realiza la transmisin de calor al agua que contiene la caldera. En las calderas gneo tubulares, estos conductos (tubos) deben instalarse de modo que su extremo superior quede a 10 cm (4 ) por debajo del nivel mnimo de agua de la caldera.Caja de Humo:Corresponde al espacio de la caldera en el cual se juntan los humos y gases despus de haber entregado su calor y antes de salir por la chimenea.Chimenea:es el conducto de salida de los gases y humos de la combustin hacia la atmsfera, los cuales deben ser evacuados a una altura suficiente para evitar perjuicios o molestias a la comunidad. Adems, tiene como funcin producir el tiraje necesario para obtener una adecuada combustin, esto es, haciendo pasar el aire necesario y suficiente para quemar el combustible, en caldera que usan combustibles slidos. (Tiraje natural)Las dimensiones de la chimenea en cuanto a su altura y dimetro estarn determinadas por el tiraje necesario y condiciones de instalacin respecto a edificios vecinas. En las calderas modernas existe tiraje artificial en que el movimiento del aire se hace por ventiladores sin descartar, desde luego, los usos de la chimenea.Regulador de Tiro o Templador:Consiste en una compuerta metlica instalada en el conducto de humo que comunica con la chimenea o bien en la chimenea misma. Tiene por objeto dar mayor o menor paso a la salida de los gases y humos de la combustin.Este accesorio es accionado por el operador de la caldera para regular la cantidad de aire en la combustin, al permitir aumentar (al abrir) o disminuir (al cerrar) el caudal. Generalmente se usa en combinacin con la puerta del cenicero.

Tapas de Registro o Puertas de Inspeccin: Son aperturas que permiten inspeccionar, limpiar y reparar la caldera. Existen dos tipos dependiendo de su tamao:Las puertas de hombresLas tapas de registroPuertas de hombres:Como su nombre lo indica, estas puertas tienen el tamao suficiente para permitir el paso de un hombre para inspeccionar interiormente la caldera y limpiarla.Tapas de Registro:todas las calderas tienen convenientemente distribuidas cierto nmero de tapas que tienen por objeto inspeccionar ocularmente el interior de las calderas o lavarlas, si es necesario extraer en forma mecnica o manual, los lodos que se hayan acumulado y que no hayan salido por las purgas.Casi todas las tapas tienen forma ovalada para ajustar de adentro hacia fuera, llevan empaquetadura para su ajuste hermtico y un perno central para su apriete. Algunas calderas tienen orificios cilndricos los cuales se sellan con tapas tornillos.

Puertas de Explosin: Son puertas metlicas con contrapeso o resortes, ubicadas generalmente en la caja de humos y que se abren en caso de exceso de presin en la cmara de combustin, permitiendo la salida de los gases y eliminando la presin. Solo son utilizables en calderas que trabajen con combustibles lquidos o gaseosos.Cmara de Agua:Es el volumen de la caldera que esta ocupado por el agua que contiene y tiene como lmite superior un cierto nivel mnimo del que no debe descender nunca el agua durante su funcionamiento. Es el comprendido del nivel mnimo visible en el tubo de nivel hacia abajo.Cmara de Vapor:es el espacio o volumen que queda sobre el nivel superior mximo de agua y en el cual se almacena el vapor generado por la caldera.

Mientras ms variable sea el consumo de vapor, tanto mayor debe ser el volumen de esta cmara.

Imagen o esquema general

Turbinas y sus equipos auxiliares Principio de funcionamiento. Fluidos que intervienen en su funcionamiento (Ej. Agua en estado lquido, vapor de agua, combustible, aire, refrigerante, etc.) Componentes principales Imagen o esquema general

Compresores y turbocompresores

Principio de funcionamiento. Fluidos que intervienen en su funcionamiento (Ej. Agua en estado lquido, vapor de agua, combustible, aire, refrigerante, etc.) Componentes principales Imagen o esquema general

Bombas de pistn a vapor Principio de funcionamiento. Las bombas de pistones estn formadas por un conjunto de pequeos pistones que van subiendo y bajando de forma alternativa de un modo parecido a los pistones de un motor a partir de un movimiento rotativo del eje.Estas bombas disponen de varios conjuntos pistn-cilindro de tal forma que mientras unos pistones estn aspirando liquido, otros lo estn impulsando, consiguiendo as un flujo menos pulsante; siendo ms continuo cuantos ms pistones haya en la bomba; el liquido pasa al interior del cilindro en su carrera de expansin y posteriormente es expulsado en su carrera de compresin, producindose as el caudal.La eficiencia de las bombas de pistones es, en general, mayor que cualquier otro tipo, venciendo, generalmente, presiones de trabajo ms elevadas que las bombas de engranajes o de paletas.Las tolerancias muy ajustadas de estas bombas las hacen muy sensibles a la contaminacin del lquido.

Clasificacin de las Bombas de pistonesBombas de pistones en lnea caudal fijo nicamente.Bombas de pistones axiales. Bombas de pistones radiales caudal fijo variable

Fluidos que intervienen en su funcionamiento (Ej. Agua en estado lquido, vapor de agua, combustible, aire, refrigerante, etc.)Las bombas de pistones son del tipobombas volumtricas, y se emplean para el movimiento de fluidos a alta presin o fluidos de elevadasviscosidadesodensidades, tales como agua a vapor, etc.


Axiales: los pistones son paralelos entre si y tambin paralelos al eje. Radiales: los pistones son perpendiculares al eje, en forma de radios. Transversales: los pistones, perpendiculares al eje, son accionados por bielasDe todos estos tipos los que se utilizan fundamentalmente en maquinaria actualmente son las primeras de pistones axiales, por esta razn nos vamos a referir a este tipo de bombas y descartaremos los dems tipos.A pesar de la variedad sealada, los altos niveles de presin operativa (hasta 700 kg/cm2) dan caractersticas de materiales, aleaciones, y tolerancias comunes a todas ellasEn este tipo de bombas, existen dos clases fundamentales: de caudal fijo y de caudal variable. Estas ltimas sern analizadas ms adelante.El nmero de R.P.M. mximo as como la anchura mxima "B" del rotor, est limitado por la cantidad de material alimentario viscoso. De donde surge que el caudal de la bomba no puede ser aumentado.

Bombas de pistones axiales.En este tipo de bombas, los pistones estn colocados dentro de un tambor de cilindros, y se desplazan axialmente, es decir, paralelamente al eje. Los pistones disponen de un "pie" o apoyo que se desliza sobre un plato inclinado. Estas bombas utilizan vlvulas de retencin o placas de distribucin para dirigir el caudal desde la aspiracin hasta la impulsin.Como el plano de rotacin de los pistones est en ngulo con el plano de la placa de vlvulas, la distancia entre cualquiera de los pistones y la placa de vlvulas cambia constantemente durante la rotacin. Individualmente cada pistn se separa de la placa de vlvulas durante media revolucin, y se acerca a sta durante la otra media revolucin.

La placa de vlvulas tiene los orificios dispuestos de forma tal que la aspiracin est abierta a los orificios de los cilindros en la zona de la revolucin en que stos se separan de la placa. Su orificio de salida est encarado a los orificios de los pistones en la zona del giro en la que los pistones se acercan a la placa de vlvulas. As, durante el giro de la bomba los pistones succionan fluido hacia el interior de los cilindros y, posteriormente, lo expulsan por la cmara de salida.Bombas de pistones radialesLas bombas hidrulicas rotativas de pistones radiales, pueden clasificarse en general segn sus vlvulas sean de asiento o rotativas. Las bombas multicilndricas de pistones en lnea tienen invariablemente sus vlvulas de asiento. En las bombas radiales, los asientos pueden ser de vlvulas de bola, de platillo o de asiento cnico.Si los cilindros giran, las vlvulas son de tipo rotativo o "deslizante" y son hermetizadas por una pelcula de aceite entre las superficies mviles y estacionarias.Las bombas que poseen vlvulas rotativas son algo diferentes que las que poseen vlvulas de asiento, siendo inevitable cierto resbalamiento a presiones altas, debido a la fuga de aceite a travs del juego en las vlvulas.


Bomba de pistones

Bombas centrifugas

Las bombas son equipos que permiten impulsar fluidos incompresibles, lquidos, suspensiones lquidas, lechadas, entre dos puntos distintos. Las bombas se utilizan cuando se requiere elevar un fluido, aumentar su presin o simplemente para transportarlo de un lugar a otro. Las bombas reciben energa mecnica a travs de un motor elctrico o una turbina accionada con vapor y la transmite al fluido convirtindola en energa de presin; segn la forma como se transmite la energa mecnica al fluido se han clasificado las bombas en dos grandes grupos: centrfugas y de desplazamiento positivo, siendo las primeras las de mayor uso en la industria de procesos. Las bombas de desplazamiento positivo transmiten la energa mecnica desarrollada por el motor o turbina directamente a travs del desplazamiento de sus piezas mviles, en tanto que las bombas centrfugas le transmiten al fluido energa cintica que luego es convertida en energa de presin. Las bombas centrfugas son menos eficientes que las de desplazamiento positivo pero tienen una mayor capacidad de bombeo, su costo es menor y su mantenimiento es ms sencillo. Adicionalmente, las bombas centrfugas son aptas para impulsar fluidos sucios o con partculas suspendidas. A diferencia de las bombas de desplazamiento positivo, la velocidad de rotacin del impulsor no se regulable, salvo en casos con que se cuente con un motor de velocidad variable o un acople motor-bomba ajustable. Principio de funcionamiento. Las bombas centrfugas convencionales no son capaces de iniciar la operacin si no estn llenas de lquido y en su lugar hay aire dentro de la carcasa, siendo necesario "cebarlas" o llenarlas de lquido antes de ponerlas a funcionar. El cebado se puede realizar permitiendo el paso de lquido desde un tanque auxiliar de cebado o empleando una bomba manual conectada a la tubera de succin [Mc Cabe, p 204]. Las bombas autocebantes presentan una modificacin en el diseo de la voluta que les permite mantener una cantidad de lquido dentro de la carcasa cuando se encuentran apagadas y eliminar el aire presente en la carcasa cuando se inicia su operacinEl movimiento rotatorio del impulsor empuja el lquido en forma radial hacia la voluta, reduciendo la presin en el ojo, generando la fuerza impulsora que empuja al fluido desde el tubo de succin hacia la bomba. El lquido ingresa a travs de la succin directamente al ojo del impulsor donde recibe la fuerza centrfuga generada por la rotacin del mismo y la energa cintica que le imprimen las aspas. El lquido se dirige hacia la periferia del impulsor con una velocidad tangencial ascendente y una elevada energa cintica. En la voluta, el fluido sufre una reduccin gradual de su velocidad en la medida que aumenta el rea de flujo, transformndose la energa cintica en energa o cabeza de presin. Finalmente, el lquido es expulsado por la descarga a una mayor presin que en la succin.Curvas de operacinEl comportamiento de una bomba en relacin con su capacidad o caudal y la carga o cabeza desarrollada, la potencia entregada y su eficiencia son descritas por las curvas de operacin, que son suministradas por el fabricante, quien las ha elaborado basado en datos reales de operacin con agua y pueden ser empleadas para predecir el comportamiento del equipo con fluidos de similar viscosidad. Para fluidos ms viscosos se deben hacer correcciones. La Figura 001.03 presenta las curvas caractersticas de una bomba centrfuga.

Figura 001.03.Curvas caractersticas de una bomba centrfuga [Restrepo].La curva de capacidad-carga indica la cabeza desarrollada para cada caudal; cuando la carga se expresa en trminos de presin, sta corresponde al agua y se debe hacer una correccin por densidad para otros fluidos. En la Figura 001.3 se observa cmo a medida que aumenta el caudal se reduce la cabeza desarrollada; por el contrario la potencia entregada al fluido aumenta con la capacidad, en tanto que la eficiencia entendida como la relacin entre la potencia entregada al fluido y la potencia desarrollada por el motor aumenta con la capacidad y se reduce despus de un punto mximo.Una bomba centrfuga se debe seleccionar buscando que el punto normal de operacin est cerca del mximo de la curva de eficiencia, que debe estar en un intervalo del 60% al 80% [4, p. 421]. El cambio del punto de operacin implicar igualmente un cambio en la cabeza desarrollada y una reduccin de la eficiencia.Las bombas centrfugas funcionan estrictamente dentro de los puntos sealados por la curva caracterstica de carga vs. capacidad, por lo tanto si se quiere trabajar en unas condiciones especficas se debe tener en cuenta que el sistema de bombeo slo se podr operar en las condiciones o puntos ubicados bajo dicha curva, siendo necesario controlar la descarga a travs de una vlvula ubicada en la tubera de salida, como se ilustra en la Figura 001.04. El uso de una vlvula de control en la descarga de la bomba implica prdidas energticas ya que en este punto se estar disipando la energa en exceso entregada por la bomba; por ello cuando se opera con capacidades variables se opta por el uso de alimentadores de velocidad variable que ajustan la frecuencia de la alimentacin elctrica del motor corriente alterna, disminuyendo as su velocidad [4, p. 431].Cabeza neta positiva de succin (NPSH)El movimiento del impulsor genera una succin que hace fluir el lquido hacia el interior de la carcasa desde la tubera. Si las cadas de presin en la lnea de succin son altas, si el fluido es voltil o se encuentra a una temperatura cercana al punto de ebullicin se presenta el riesgo que debido a la succin de la bomba el lquido entre en ebullicin generando burbujas de vapor que se destruyen violentamente al momento de entrar en contacto con las aspas del impulsor, generando un fenmeno conocido como cavitacin.La cavitacin reduce en gran medida la eficiencia de la bomba y erosiona sus partes mviles y fijas, reduciendo su vida til. Para evitar la cavitacin, en la succin debe haber una cabeza positiva mnima, cuyo es establecido por el fabricante. Al igual que las curvas caractersticas la cabeza neta positiva de succin o NPSH (net positive suction head) requerida vara con la capacidad, como lo muestra la Figura 001.03.Los sistemas de bombeo poseen una NPSH disponible que debe ser mayor al NPSH requerida por la bomba, en caso contrario deber seleccionarse otra bomba con una menor NPSH requerida.

Figura 001.04.Uso de una vlvula en la tubera de descarga para controlar la presin del fluido: a) ubicacin de la vlvula en la tubera de descarga; b) curvas de operacin del sistema con la vlvula abierta y parcialmente cerrada [Restrepo].

Figura 001.05.Succin y descarga de una bomba centrfuga [Restrepo].


Es una bomba que funciona con fluidos incompresibles, lquidos, suspensiones lquidas, lechadas, entre los usos que se le puede dar est la extraccin y transporte de crudo y todo lo relacionado con el transporte y/o circulacin de lquidos, aunque tambin se utiliza en procesos industriales incluyendo la industria de alimentos.

Componentes principales Las principales partes de una bomba centrfuga son: impulsor? cuyos distintos diseos se presentan en la Figura 001.1 ?, un eje sobre el que gira el impulsor, una carcaza y una voluta o difusor, ver Figura 001.2. Otras partes de las bombas centrfugas son los anillos de desgaste, sellos, empaques, estoperos, chumaceras y bases. Adicionalmente, el eje debe ir conectado a un motor que le confiere movimiento al impulsor a travs del eje.

Figura 001.01.Tipos de propulsores de bombas centrfugas: a) radial abierto; b) radial semiabierto; c) radial cerrado; d) axial; e) mixto.

Figura 001.02.Partes de una bomba centrfuga: A) eje; B) impulsor; C) carcasa; D) succin; E) descarga. El impulsor es la parte mvil que transfiere energa cintica al fluido. Existen tres grandes tipos de impulsores: radiales, axiales y mixtos. Los impulsores radiales estn diseados para recibir el fluido en su ?ojo? o centro e impulsarlo hacia fuera del mismo en sentido radial a travs de la fuerza centrfuga. Estos impulsores constan de aspas de curvatura simples y pueden ir montados sobre uno o dos platos de soporte que une las aspas con el eje, denominndose impulsores semiabiertos y cerrados, respectivamente; cuando no hay un plato de soporte se dice que el impulsor es abierto. Los impulsores cerrados son los ms comunes y se caracterizan por trabajar a mayor caudal, mientras que los impulsores cerrados son adecuados para el manejo de lquidos muy sucios, lechadas y pastas. Los impulsores axiales son de tipo propela, con aletas formando un ngulo con el eje y se caracterizan por conferir velocidad al fluido en el sentido del eje, lo que les permite transportar caudales altos pero con moderado incremento de la presin. Los impulsores mixtos empujan el fluido de manera centrfuga y axial con respecto al impulsor, se caracterizan por tener aspas de doble curvatura. Este tipo de impulsores es adecuado para el manejo de caudales elevado, con un aumento de la presin intermedio.La carcasa es la parte fija de la bomba que contiene el fluido y soporta las partes mviles el impulsor y el eje. La voluta o difusor segn el diseo es la seccin de la bomba donde se produce el cambio de energa cintica en energa de presin a travs de un aumento progresivo del rea de flujo que reduce su velocidad.La voluta es una cavidad en forma de espirar cuya rea de flujo se incrementa en la medida que va impulsando el fluido hacia la descarga. Los difusores por su parte son aspas fijas que forman canales de rea crecientes a medida que el fluido se aleja del eje adems de la voluta, la carcasa cuenta con los orificios de succin y descarga del fluido; la succin est ubicada en sentido axial sobre el ojo del impulsor, en tanto que la descarga se encuentra al final de la voluta o difusores en sentido tangencial al impulsor Imagen o esquema general

Bombas de calor Principio de funcionamiento. Fluidos que intervienen en su funcionamiento (Ej. Agua en estado lquido, vapor de agua, combustible, aire, refrigerante, etc.) Componentes principales Imagen o esquema general

Motores de combustin interna (Otto, Diesel) Principio de funcionamiento. Fluidos que intervienen en su funcionamiento (Ej. Agua en estado lquido, vapor de agua, combustible, aire, refrigerante, etc.) Componentes principales Imagen o esquema general

Sistemas de refrigeracin Se define como la disminucin de la temperatura de los productos para asegurar condiciones propias del proceso, garantizar condiciones de temperaturas indicadas de acuerdo al procesamiento del alimento y la calidad de los mismos, en muchos casos sin llegar a temperaturas bajo cero.

Principio de funcionamiento. Existen dos sistemas bien definidos en enfriamiento que operan en condiciones precisas de acuerdo con los sistemas de instrumentacin y control de proceso: El sistema de enfriamiento directo, que utiliza como fluido de enfriamiento aire El Sistema de enfriamiento Indirecto mediante el uso de Intercambiadores de calor, tema de otra leccin del presente mdulo de maquinas y Equipos para alimentosSistema de enfriamiento directo con aireEl enfriamiento es una de las principales funciones que ofrecen los sistemas de ventilacin a temperaturas de ambiente medias y un sistema adecuadamente configurado, una unidad de enfriamiento de aire que puede proporciona una parte importante de su ciclo de operacin con aire externo de su ciclo economizador.Los enfoques comunes para el enfriamiento mecnico son:Shiller de agua Fra o glicol:Los Equipos de refrigeracin generan agua o glicol fros, que luego se bombean a los Shillers de enfriamiento ubicados en las unidades de tratamiento de aire para enfriar y deshumidificar el flujo de aire.Existen pequeos paquetes enfriadores de aire, adicionales a las cmaras de refrigeracin ms grande en la unidad central de suministro de agua helada que sirve las necesidades de los centros industriales.El control de la capacidad se logra en general mediante la modulacin del flujo de agua a travs del serpentn de enfriamiento o por el paso del aire alrededor del refrigerante.En general, la regulacin de la corriente de agua es el mtodo ms conveniente, ya que tiene el potencial de ahorro energa de bombeo del agua fra.Refrigeracin de expansin directa:En este caso el refrigerante fluye a travs del serpentn del evaporador en el sistema de tratamiento de aire, a menudo referido como el de batera DX (abreviatura de expansin Directa), para enfriar el aire.Como parte del paquete de tratamiento de aire se incluyen los compresores y condensadores, situados a distancia, para mover el refrigerante a travs de las tuberas y el sistema de enfriamiento y permitir que el calor absorbido en la unidad de tratamiento de aire que sea devuelto a la atmsfera.

Fluidos que intervienen en su funcionamiento (Ej. Agua en estado lquido, vapor de agua, combustible, aire, refrigerante, etc.) Componentes principales Imagen o esquema general

Torres de enfriamiento Principio de funcionamiento. Torres de enfriamiento:Una torre ofrece una solucin econmica para enfriar grandes cantidades de agua con requerimientos mnimos de energa. Un sistema de la torre se utiliza generalmente para cargas de calor fro con 274 K de temperatura en el agua.El principio de control de un sistema de torre es la naturaleza intrnseca del agua para reducir su propia temperatura, ya que se evapora. Por evaporacin de una pequea parte del agua de proceso, la temperatura del agua que el proceso se reduce.

Torres de Enfriamiento

Dentro de la torre las celdas se logran la evaporacin mediante la pulverizacin de pequeas gotas de agua en un ambiente cerrado. Las gotas caen a travs de una corriente ascendente de aire en movimiento. Entre ms tiempo de contacto con entre el aire y el agua, mayor es la cantidad de evaporacin y la transferencia de calor. Para aumentar significativamente la cantidad de tiempo de contacto, las celdas son un "relleno" con material para reducir la cada libre de agua y ampliar la superficie de contacto del agua al aire. El resultado es una mayor exposicin del agua al aire. Con un aumento en la exposicin, hay un aumento correspondiente en la capacidad de enfriamiento.Por lo general, la capacidad de los sistemas de torre de enfriamiento se usa para bajar la temperatura de bulbo hmedo en el agua de 308 K a 302 K. La Temperatura de bulbo hmedo del aire es la temperatura ms baja posible para la evaporacin debido al entorno ambiental, o en sus alrededores por lo que la temperatura del agua no puede caer por debajo de la temperatura de bulbo hmedo imperante en el aire.Tipos de torres de enfriamiento:La primera, una torre de tiro forzado, tiene un sensor para el control termosttico del ventilador de la torre de enfriamiento. El sensor controla la temperatura del agua de proceso despus de salir de la torre. El ventilador se activa o desactiva cuando la temperatura del agua de proceso se eleva por encima o por debajo del punto deseado.Un segundo tipo de torre, de tiro inducido, tiene un ventilador en la corriente de aire hmedo para extraer el aire a travs del relleno. La Tecnologa de refrigeracin en general, recomienda este tipo de torres para procesos industriales.Un tercer tipo es una torre eyector de tiro natural, no cuenta con medios mecnicos para crear el flujo de aire. En este caso, las bombas de agua a la torre, entran por una variedad de boquillas, y expulsan el agua a alta presin que induce una corriente de aire. El contacto con el agua finamente rociada en el flujo libre de aire lleva a cabo el proceso de evaporacin.Puesta en marcha del sistema de refrigeracinA continuacin se presentan consejos prcticos, asociados con la puesta en marcha de la seccin de enfriamiento tipo directo con aire.a) Compruebe la capacidad de los elementos de refrigeracin (Serpentn, intercambiador de calor, etc.)b) Compruebe que el rango de elemento de control cumple los requisitos de la secuencia de control y no se solapa la gama con otros elementos servidos por la misma seal para evitar un calentamiento y enfriamiento simultneo involuntario.c) Compruebe la secuencia correcta de refrigeracin mecnica con el economizador para minimizar el potencial de volmenes innecesarios de aire exterior de refrigeracin y des humidificacin.d) Verifique la secuencia correcta de refrigeracin mecnica con los elementos de otro tipo de transferencia de calor en el sistema de tratamiento de aire para minimizar el consumo de Energa debidas a la calefaccin y refrigeracin simultneas. La secuenciacin adecuada tambin asegura que no habr un efecto domin asociados con el control inadecuado en el elemento de refrigeracin. Un ejemplo ocurre cuando necesario es calentar, la energa desencadenada por los mayores requerimientos de refrigeracin y des humidificacin en-el flujo de suministro de aire.e) Compruebe el funcionamiento y el rendimiento de cualquier proteccin contra la congelacin asociados con los equipos de enfriamiento evaporativo.Para sistemas Shiller de agua / glicol, las pruebas tambin:a) Verificar la carrera de la vlvula de control para asegurarse de que se cierra completamente. La Vlvula de control a prueba de hermeticidad debe revelar fugas no detectables.b) En algunos casos, el sobrecalentamiento y la prueba de presin del serpentn puede ser necesarios.

Fluidos que intervienen en su funcionamiento (Ej. Agua en estado lquido, vapor de agua, combustible, aire, refrigerante, etc.) Componentes principales Imagen o esquema general

Intercambiadores de calorLos intercambiadores de calor son equipos para transferir calor entre fluidos, ya sea para calentar, enfriar, evaporar o condensar un material de proceso aprovechando el estado energtico de un fluido de servicio o medio de transferencia de calor. El contacto entre el fluido de proceso y el medio de calentamiento puede ser directo como es el caso del calentamiento de agua por burbujeo de vapor que acta como medio de servicio o puede darse indirectamente a travs de una pared slida como es el caso de la mayora de equipos de intercambio de calor. En los intercambiadores de calor al menos uno de los fluidos est confinado, generalmente el de proceso, mientras que el otro puede tener circulacin libre como en el caso de enfriadores que emplean aire o puede estar igualmente confinado dentro de una tubera, chaqueta o serpentn. Los intercambiadores de calor de placas son intercambiadores de calor de placas de contacto indirecto, donde los dos fluidos estn confinados, separados por placas metlicas alineadas. Los fluidos circulan entre los espacios que hay entre las placas que cuentan con empaques para evitar fugas. La construccin de los intercambiadores de placas permite su limpieza con gran facilidad ya que las placas se pueden desajustar y desmontar, lo que es bastante prctico especialmente cuando se trata de procesamiento de alimentos, frmacos o productos biolgicos; adems el rea de transferencia de calor se puede aumentar o reducir cambiando el nmero de placas de acuerdo con las necesidades de produccin. Principio de funcionamiento.

Los fluidos, de proceso y servicio, ingresan a travs de las boquillas de la placa fija, avanzando a travs de los conductos formados por los puertos de las placas alineados, accediendo alternadamente a los pasajes en stas. El calor se transfiere desde el fluido caliente hacia el fluido fro atravesando transversalmente las placas. Los intercambiadores pueden configurarse para funcionar en contracorriente o paralelo y el paso a travs de los intersticios entre placas puede ser en serie o en paralelo.


Los fluidos que intervienen en su funcionamiento son los fluidos viscosos, corrosivos o que demandan altas condiciones de higiene, tal es su funcin que se utilizan en el sector alimenticio, en la pasterizacin, esterilizacin, escaldado, calentamiento y enfriamiento de jugos, productos lcteos y cervezas, adems de los sectores energtico y qumico.


Los intercambiadores de placas estn constituidos por las siguientes partes:

Conjunto de placas: construidas en metal acero inoxidable cuando se trata de procesamiento de alimentos al estar alineadas conforman entre ellas pasajes a travs de los cuales tiene lugar el paso de los fluidos, alternados de pasaje en pasaje. La superficie de las placas es corrugado lo que permite mayor turbulencia y una mayor rea de transferencia de calor. Cada placa cuenta con cuatro puertos para el ingreso o paso de los dos fluidos. Placa terminal fija: esta placa cuenta igualmente con cuatro puertos para la entrada y salida de los fluidos unidos a boquillas que permiten la conexin de las tuberas al equipo. Placa terminal mvil: esta placa es la que permite ajustar o soltar el conjunto de placas para su mantenimiento o limpieza respectivamente. Segn las necesidades de intercambio de calor esta placa puede o no tener boquillas para la entrada y salida de los fluidos.

Barras de soporte: son dos barras horizontales montadas sobre las placas terminales que ubicadas en la parte inferior y superior del conjunto de placas sirven como soporte y como riel que permite su desplazamiento. Pernos de compresin: es el conjunto de pernos que se montan horizontalmente a los lados de las placas para mantenerlas juntas y fijarlas a las placas terminales. De su correcto ajuste depende que no se presenten fugas entre las placas.


reconocimiento grupo 201015 217

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