Maquinas

Máquina de vapor

Una máquina de vapor es un motor de combustión externa que transforma la energía térmica de una cantidad de vapor de agua en energía mecánica. En esencia, el ciclo de trabajo se realiza en dos etapas:
• Se genera vapor de agua en una caldera cerrada por calentamiento, lo cual produce la expansión del volumen de un cilindro empujando un pistón. Mediante un mecanismo de biela -manivela, el movimiento lineal alternativo del pistón del cilindro se transforma en un movimiento de rotación que acciona, por ejemplo, las ruedas de una locomotora o el rotor de un generador eléctrico. Una vez alcanzado el final de carrera el émbolo retorna a su posición inicial y expulsa el vapor de agua utilizando la energía cinética de un volante de inercia.
• El vapor a presión se controlamediante una serie de válvulas de entrada y salida que regulan la renovación de la carga; es decir, los flujos del vapor hacia y desde el cilindro.
El motor o máquina de vapor se utilizó extensamente durante la Revolución Industrial, en cuyo desarrollo tuvo un papel relevante para mover máquinas y aparatos tan diversos como bombas, locomotoras, motores marinos, etc. Las modernas máquinas devapor utilizadas en la generación de energía eléctrica no son ya de émbolo o desplazamiento positivo como las descritas, sino que son turbomáquinas; es decir, son atravesadas por un flujo continuo de vapor y reciben la denominación genérica de turbinas de vapor. En la actualidad la máquina de vapor alternativa es un motor muy poco usado salvo para servicios auxiliares, ya que se ha visto desplazadoespecialmente por el motor eléctrico en la maquinaria industrial y por el motor de combustión interna en el transporte
Inconvenientes en el empleo de la Máquina de Vapor
La máquina de vapor no dispone de la potencia ni la velocidad necesarias para que pueda ser usada en la actualidad.
Requiere un gran espacio para su instalación.
No puede usar eficientemente vapor a elevadas temperaturas, y portanto como consecuencia de esto, su potencia es relativamente baja.
Utilidad actual de la Máquina de Vapor
Actualmente, el uso de la máquina de vapor es bastante escaso, limitándose, casi exclusivamente, a las turbinas de las centrales eléctricas (que no tienen nada que ver con el funcionamiento de la máquina de vapor). Esto se debe a los inconvenientes citados anteriormente. En cambio, lasturbinas de vapor siguen utilizándose actualmente por su alta eficiencia, y por la facilidad de obtención de vapor de agua por diversos medios.
Análisis tecnológico de la Máquina de Vapor
Elección de materiales
Para la caldera:
Material: para la fabricación de la caldera emplearía al acero cromado, por su alta resistencia a altas temperaturas, así como su resistencia a la corrosión. Para evitarel sobrecalentamiento, emplearía en el interior de la caldera un revestimiento de material cerámico refractario.
Método de fabricación: emplearía algún método de moldeo, como el moldeo en arena, por su bajo coste, y por ser idóneo para la obtención de piezas grandes.
Para el contenedor y el cilindro:
Material: fundición gris, por su bajo coste, así como por su capacidad de amortiguar lasenergías de tipo vibracional, así como tener una elevada resistencia al desgaste y a los esfuerzos de compresión. Además es fácil de moldear.
Método de fabricación: como en el caso anterior, emplearía algún método de moldeo, como el moldeo por arena, puesto que es barato e idóneo para la fabricación de piezas de cierta envergadura.
Para las lumbreras:
Material: acero cromado, por sus resistencia aelevadas temperaturas, así como por sus facultades antioxidantes. Además su coste no es excesivamente caro.
Método de fabricación: para fabricar las lumbreras emplearía el método de fabricación por extrusión, puesto que es el idóneo para la fabricación de elementos tubulares.
Para el pistón y la válvula corredera:
Material: fundición esferoidal, ya que posee ciertas propiedades similares a la...