Calderas

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CALDERAS

DEPARTAMENTO DE CIENCIAS
TERMODINÁMICA
BOGOTÁ
2012

CALDERA

La caldera es una máquina o dispositivo de ingeniería diseñado para generar vapor. Este vapor se genera a través de una transferencia de calor a presión constante, en la cual el fluido, originalmente en estado líquido, se calienta y cambia de estado.

La caldera es todo aparato de presión donde el calor procedentede cualquier fuente de energía se transforma en energía utilizable, a través de un medio de transporte en fase líquida o vapor.

La caldera es un caso particular en el que se eleva a altas temperaturas de intercambiadores de calor, en la cual se produce un cambio de fase. Además, es recipiente de presión, por lo cual es construida en parte con acero laminado a semejanza de muchos contenedoresde gas.

Debido a las amplias aplicaciones que tiene el vapor, principalmente de agua, la caldera es muy utilizada en la industria, a fin de generarlo para aplicaciones como:

* Esterilización (tindarización): era común encontrar calderas en los hospitales, las cuales generaban vapor para "esterilizar" el instrumental médico; también en los comedores, con capacidad industrial, se generavapor para esterilizar los cubiertos, así como para elaborar alimentos en marmitas (antes se creyó que esta era una técnica de esterilización).
* Para calentar otros fluidos, como por ejemplo, en la industria petrolera, donde el vapor es muy utilizado para calentar petroles pesados y mejorar su fluidez.
* Generar electricidad a través de un ciclo Rankine. La caldera es parte fundamental delas centrales termoeléctricas.

Es común la confusión entre caldera y generador de vapor, pero su diferencia es que el segundo genera vapor sobrecalentado

CAPACIDAD DE PRODUCCIÓN DE UNA CALDERA:

• La capacidad de generación de vapor se da frecuentemente en libras de vapor por hora, pero como quiera que el vapor a distintas presionesy temperaturas posee diferentes cantidades de energía, estesistemano mide exactamente la energía producida.

• Por lo anterior la capacidad de una caldera de vapor se expresa mas concretamente en forma de calor transmitido a través de su superficie en btu/hora

• Para unidades pequeñas se utiliza el concepto de caballo de calderas oobhp (boiler horsepower), el cual equivale a 33.475 btu/hdefinido por la asme en el año de 1889.

TIPOS DE CALDERASPIROTUBULARES

* Cámara

* Parrilla

Se denominan pirotubulares por que los gases calientes procedentes de la combustión de un combustible, circulan por el interior de tubos cuyo exterior esta bañado por el agua de la caldera. El combustible se quema en un hogar, en donde tiene lugar la transmisiónde calor por radiación, y los gases resultantes, se les hace circular a travésde los tubosque constituyen el haz tubular de la caldera, y donde tienelugar el intercambio de calor por conducción y convección.

* Se fabrican en capacidades que van desde 1 bhp hasta aproximadamente 900 bhp, en unidades estandarizadas de 5, 10, 20, 40, 100, 200 y mas bhp.

* las presiones de operación más comunes son de 150 psi y 250 psi aun cuando pueden trabajar a presiones mas bajas.

*son de bajo costo ya que su fabricación es muy sencilla y se utilizan para quemar combustibles gaseosos, líquidos y sólidos calderas acuatubulare.

ACUOTUBULARES

* circulación normal

* circulación contralada

* circulación forzada

En estas calderas, al contrario de lo que ocurre en las pirotubulares, esel agua el que circula por el interior de tubos que conforman uncircuitocerrado a través del calderín o calderines que constituye la superficie deintercambio de calor de la caldera.constan de un hogar configurado por tubos de agua, tubos y refractario,o solamente refractario, en el cual se produce la combustión delcombustible y constituyendo la zona de radiación de la caldera.cuando se requieren presiones superiores a 300 psi se haceindispensable la utilización de...
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