Informe nº1.docx

8/17/2019 Informe nº1.docx

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Laboratorio Nº1: Calderas

Resumen

Universidad de Magallanes

Facultad de Ingeniería

Departamento de Química

Alumnos:

-Camila Alarcón-Sebastin !allardo

-"o#ana Seguel

$ro%esor: Srta& Daniela 'avarro

(aboratorio de $rocesos II

Fec)a de *ntrega: +,-.-+/,


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*l presente in%orme tuvo como ob0etivo encontrar la e%iciencia de una caldera el1ctrica considerando la

producción de vapor 2 determinar el %lu0o msico de vapor generado por la misma& $ara esto3 se llevó a cabo

el siguiente procedimiento4 el tan5ue %ue llenado con su%iciente agua para comen6ar la e#periencia3 el cual %ue

llevado a la caldera mediante dos bombas conectadas en serie& *l %lu0o de vapor se recepcionó en un bidón5ue contenía agua su%icientemente %ría3 previamente pesado3 para 5ue el %lu0o de vapor condese&

$osteriormente %ue pesado dic)o bidón para así obtener la masa del vapor condensado& *ste proceso se reali6ó

tres veces3 obteni1ndose los siguientes resultados:

'7 e#periencia Masa de vapor 8g Flu0o de vapor generado 8g9)r

/ /3 +3;

+ +3


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(a caldera3 son sistemas diseados para calentar el aire o el agua para producir calor o energía& Calderas de

base se componen de un contenedor cerrado3 donde se aplica calor al agua3 5ue luego se distribu2e en todo el

sistema en %orma de agua caliente o vapor& *l agua debe ser )ervida para crear el vapor& (as calderas son

ampliamente empleadas en plantas de proceso como medio de calentamiento de %luidos o de aire3vapori6ación3 tra6ado de vapor3 deaireación dela gua3 generadores de vacío3 generadores de potencia en

turbinas3 etc&

*#isten tres tipos de caldera:

/& Acuotubular: el agua va por dentro de los tubos&

+& $irotubular: el %uego va por dentro de los tubos&

=& Caldera de %undición seccional: la caldera se compones de secciones )uecas dentro de las cualescircula el agua&

Clasi%icación de acuerdo a la presión de traba0o de a caldera:

aE Caldera de ba0a presión: Calderas 5ue producen vapor a ba0a presión3 )asta unos ; o , 8g9cm+& *ste

rango de presiones es ms comn en la calderas de agua caliente 5ue en las calderas 5ue generan

vapor&

bE Calderas de media presión: $roducen vapor )asta apro#imadamente + 8g9cm+& !eneralmente vapor

saturado3 utili6adas en la industria en general&cE Calderas de altea presión: Asociadas a ciclos de potencias3 traba0an con presiones de + 8g9cm+ )asta

presiones cercanas a la crítica&dE Calderas supercríticas: Son calderas 5ue traba0a con presiones superiores a la crítica: ++,3,@ at3

=;3/,%C& Utili6adas en grandes plantas de generación de energía el1ctrica3 en **UU 2 en algunos

países de *uropa3 tambi1n )a2 algunas en Gapón&

1.1 Eficiencia de la caldera:

(a e%iciencia de una caldera se de%ine como la relación entre la energía aprovec)ada en la trans%ormación del

agua en vapor3 2 la energía suministrada por el combustible& Se e#presa usualmente en %orma de porcenta0e 2se calcula de la siguiente manera:

η=Qabsorbido

Qgenerado∙100

1.2 Trampa de vapor:

*s un elemento mecnico 5ue se abre ante la llegada de condensado 2 cierra ante la presencia de vapor&

$or e0emplo para calentar un producto a ba0o costo se utili6a vapor& !eneralmente se introduce en un espacio

para 5ue el calor se transmita en el rea disponible&

Al condensarse el vapor despu1s de )aber transmitido su calor3 es necesario desalo0ar el condensado&

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Si se de0ara abierta la salida del condensado3 al salir todo3 )abría una %uga de vapor 0unto con el condensado&

$ara evitar este problema se utili6a una trampa de vapor3 la cual solo de0a salir el condensado sin de0ar pasar

el vapor&

De esta %orma la trampa solo acta automticamente abriendo cuando )a2 condensado 2 cerrando cuando )a2

vapor presente&

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2. Objetivos

(os ob0etivos a desarrollar en esta e#periencia son:

• Determinar la e%iciencia de una caldera el1ctrica considerando la producción de vapor&

• Determinar el %lu0o de vapor generado en la caldera&

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3. rocedimiento E!perimental

=&/ Materiales:

• Manguera

• an5ue con agua

• !uantes para protección t1rmica

• (entes de seguridad

• idón con tapa

• Hielo envasado para poner en el bidón 2 en%riar el vapor

=&+ *5uipos:

• + bombas puestas en serie

• alan6a

• Caldera Sussman *lectric oiler MA+

=&= Descripción de la caldera

/E Controlador electrónico de nivel

+E Indicador de presión=E Salida del vapor

7

=E+E/E

@E

,E.E

/;E


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;E otón B'9BFF

,E Control de limite alto de presión

@E an5ue presuri6ado

E isor del nivel del li5uido


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". Resultados # $iscusiones

".1 Resultados

De la e#periencia se obtuvieron los siguientes resultados

Tabla ".1.1 Masa de a%ua obtenida antes # despu&s de la e!periencia con un tiempo de muestreo de 'minutos

'7 e#periencia Masa de agua inicial 8g Masa de agua ms vapor condensado 8g

/ //3+ /+3.

+ /+3cal9)r

Calor generado por la caldera>cal9)r

"endimiento ?

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/ /=


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'. (onclusiones

Una ve6 %inali6ado este traba0o3 se conclu2e lo siguiente:

• Segn el primer ob0etivo e#puesto en este in%orme3 se puede concluir 5ue sí se cumplió3 2a

5ue se obtuvo la e%iciencia de la caldera3 la cual %ue de


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). Recomendaciones

/& Cuando se llena el tan5ue con la manguera3 )a2 5ue asegurarse de de0arla bien ubicada para evitar

derrames de agua por el laboratorio3 2a 5ue es mu2 peligroso 5ue se mo0en los sistemas el1ctricos&

+& (a persona 5ue se ubica en la recepción del vapor debe siempre usar la protección de los lentes de

seguridad3 2a 5ue el %lu0o de vapor sale a altas temperaturas3 2 en un descuido puede provocar

5uemaduras por vapor en los o0os&

=& (a persona 5ue sostiene la manguera en la recepción del vapor debe usar guantes para protección

t1rmica3 2a 5ue la manguera se calienta muc)o 2 puede provocar 5uemaduras en las manos&

;& Ha2 5ue tener en cuenta 5ue el agua del bidón debe estar mu2 %ría3 en lo posible colocar en%riadores

para 5ue el vapor pueda condensar de me0or manera 2 así no perder masa de este&

'. Antes de encender la caldera se debe corroborar 5ue las vlvulas se encuentren correctamentecerradas o abiertas3 segn se re5uiera&

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*. +iblio%raf,a

• (ibro:

>ern3 Donald: K$rocesos de rans%erencia de CalorL& *ditorial Continental S&A&3 M1#ico3 /..


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-. Memoria de clculo

• Clculo de Qabsorbido

Datos:

Masa de vapor O/3 8g

iempo de condensaciónO , min O = seg

Flujomásico=masavapor

tiempo

Flujomásico=1,70300

Flujomásico=20,4 ( kg Hr )

• De tabla 2 entrando con la presión dada por el manómetro se obtienen las entalpias tanto para el

lí5uido como para el vapor:

EJ H flujoQ masicoabs ∆⋅=DeltaH O ,+@3; J>cal98gE

Qabs=20,4∗526,4

Qabs=10738,560( Kcal Hr )

• Calculo de Qgenerado

*#trpolando de la tabla entregada por el %abricante a , PF / PC3 se calculó la potencia de caldera:

/EE$0TER

/4

1' '5 155

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'5 # 3=;/ &=;+.

x=0,33814 ( KW lb )

x=646,644 ( Kcallb )

Qgenerado O Potencia∙ Flujomásico

Q generado O @;@3@;; R +3;

Q generado O /=++;3@.=@ J>cal9HrE

• Calculo para la e%iciencia de la caldera:

/--RQgenerado

Qabsorbido=η

/--R@.=-@3/=++;

,@-3/-:=<=η

?;-=


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6. ne!o

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$D CA(D*"A

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