Presentacion Proyecto De Memoria

Micro-generador de vapor
eléctrico
Proyecto de memoria

Problema
El proyecto consiste en un generador de vapor

saturado de pequeño tamaño que consume
energía eléctrica. La unidad debe ser
controlada de manera tal que el vapor sea
entregado a una presión razonablemente
constante,
independientemente
de
la
demanda. Para esto constará de sensores de
temperatura y de presión que se encargarán
demedir estas variables. Estos datos serán
enviados a un Arduino el cual tendrá la función
de regular estas variables.

OBJETIVO GENERAL
Diseñar un micro-generador de vapor que

sirva para apoyar experiencias de laboratorio
en cursos que involucren termodinámica,
transferencia de calor, transferencia de masa,
instrumentación y control, para las carreras de
Ingeniería mecánica e ingenieríamecatrónica.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Identificar los sensores y actuadores idóneos,

además
de
sus
sistemas
de
acondicionamiento de señal para el control del
generador de vapor, definir la estructura del
generador, diseñar un programa de control en
arduino para el control de la caldera.

Limitaciones
El proyecto no comprende la construcción del

prototipo del micro-generador; este trabajo se
enfocasolamente en el diseño de este para su
construcción futura.

Funcionamiento de un autoclave

Para que un autoclave esterilice de manera
eficiente la temperatura del vapor de agua,
debe ser de 121ºC o 131ºC y a una presión de
15 psi, por ende estos son los parámetros
principales a tener en cuenta.

Diseño
El micro-generador está pensado, para ser de

forma cilíndrica y con un volumen de 6 litrosaprox. Su estructura base constara del un
cilindro contenedor en el cual se conectaran
los periféricos correspondientes.

Conceptos básicos
Recipiente a presión:

Se considera como recipiente a vapor a cualquier recipiente
que sea capaz de almacenar un fluido a presión manométrica,
ya sea presión interna o vacio.
Presión de operación (Po):
Se identifica como presión de trabajo y es la presiónmanométrica a la cual estará sometido el equipo en
condiciones de operación normal
Presión de diseño (P):
este es el valor que debe utilizarse en las ecuaciones para el
calculo de las partes constitutivas de los recipientes de vapor.

Conceptos básicos
Presión de prueba (Pp):

Se entiende por presión hidrostática de prueba
y se calcula con la siguiente ecuación.

P : Presión de diseño.
Sta: Esfuerzo ala tensión del material a
temperatura ambiente.
Std: Esfuerzo a la tensión del material a
temperatura de diseño.

Conceptos básicos
Presión de trabajo máxima admisible:

Es la presión máxima a la que se puede someter el
recipiente en condiciones de operación.
se limita esta presión por el cuerpo o las tapas, y no
por componentes pequeños como las boquillas, bridas,
etc.
esta se obtienedespejando “p” de las ecuaciones que
determinan los espesores del cuerpo o las tapas del
recipiente, usando “t” como el espesor real del equipo
y su valor es el que resulte menor.

Conceptos básicos
Esfuerzo de diseño a la presión:

Es el valor máximo al que se puede someter
el material en condiciones de operación
normal, este equivale aproximadamente a un
25% del esfuerzo ultimo a la tensión delmaterial.
Eficiencia de las soldaduras:
esta se puede definir como el grado de
confiablidad que se puede tener en la
soldadura

Conceptos básicos
Los recipientes a presión se pueden clasificar

por su uso y forma. En este caso se centrara
en la forma, en la cual se puede dividir en
cilíndricos (verticales y horizontales) y
esféricos.
ya que la forma esférica es la forma natural
que toman los cuerposal estar sometidos a
presión interna. Este es el recipiente indicado
para el vapor a presión, pero su fabricación es
demasiado costosa con respecto a los
recipientes cilíndricos, por ende la forma del
micro-generador de vapor será un cilindro

Selección de tapas
Existen varios tipos de tapas para este tipo de

contenedores, tales como: tapas planas, planas con
ceja, únicamente abombadas,...