- Actividades más
específicas del ingeniero quimico con unidades
generadoras de vapor - Definición
de la unidad generadora de vapor - Revisión
de los conceptos generales de vapor de agua - Fundamento
de la clasificación del vapor - Clasificación
fundamental de los calderos - Procesos
unitarios aplicados en la generación de
vapor - Operaciones
unitarias aplicadas en la generación de
vapor - Equipos
generadores de vapor - Calderos
de pasos múltiples - Partes
fundamentales de un caldero - Funcionamiento
del caldero - Calidad
del vapor producido - Calidad
del agua alimentada - Precauciones
y localización de fallas en calderos - Mantenimiento
del caldero - Eficiencia
- Análisis
de fallas y sus consecuencias - Sistema
de distribución de vapor (tubería de
vapor) - Parte
experimental - Conclusiones
- Recomendaciones
- Bibliografía
consultada
(403)
Introducción
Las calderas de
vapor son unos aparatos en los que se hace hervir agua para
producir vapor. El calor
necesario para caldear y vaporizar el agua pude
ser suministrado por un hogar, por gases
calientes recuperados a la salida de otro aparato industrial
(horno, por ejemplo), por el fluido refrigerador de una pila
atómica, por irradiación solar o por una corriente
eléctrica. Cuando el calor es suministrado por en
líquido caliente o por vapor que se condensa, se suelen
emplear otras denominaciones, tales
como vaporizador y transformador de vapor. El
sinónimo generador de vapor se emplea de preferencia
cuando se habla de calderas de una cierta importancia. Si la
caldera propiamente dicha está conectada a otros, de los
cuales unos calientan el agua (recalentadores de agua,
economizadores) o el aire de combustión (precalentador de aire), y otros
recalientan el vapor (recalentadores), suele denominarse el
conjunto grupo
evaporador, y la parte del grupo en que se produce la
evaporación se llama vaporizador o haz
vaporizador. Los aparatos que quitan su vapor al fluido
refrigerador de un reactor nuclear (pila atómica), si bien
constituyen verdaderos evaporadores o calderas en sentido amplio
de la palabra, se denominan normalmente
intercambiadores. Durante su funcionamiento, la caldera
propiamente dicha está sometida interiormente a la
presión
de equilibrio del
agua y de su vapor a la temperatura
alcanzada. Los otros elementos del grupo recorridos por el agua o
el vapor, a partir de la bomba de alimentación
(economizador, recalentador), están sometidos casi a la
misma presión, pero la temperatura del fluido puede ser
inferior o superior a la ebullición.
La primera mención de la idea de utilizar vapor
para obtener energía aparece en La neumática, del inventor y
matemático griego Herón de Alejandría, en el
siglo I. Allí describió
su eolípila, una turbina de vapor que
consistía en una caldera conectada mediante dos tubos a
los polos de una esfera hueca que podía girar libremente.
La esfera estaba equipada con dos boquillas biseladas por donde
salía vapor que producía la rotación de la
esfera. Se han encontrado otras referencias en trabajos de la
edad media y
del renacimiento,
pero no parece que se hayan construido dispositivos
prácticos hasta que el arquitecto e inventor italiano
Giovanni Branca diseñó una caldera que expulsaba
vapor, el cual empujaba unas paletas que sobresalían de
una rueda, haciéndola girar.
La primera máquina de vapor, construida por
el ingeniero inglés
Thomas Savery en 1698, consistía en dos recipientes de
cobre que se
llenaban alternativamente del vapor de una caldera. La
máquina de Savery se utilizaba para extraer agua de las
minas, como la desarrollada en 1705 por el inventor
británico Thomas Newcomen.
El inventor escocés James
Watt mejoró la máquina de Newcomen e introdujo
el primer avance significativo de la caldera, el recipiente
esférico o cilíndrico que se calentaba por abajo
con una hoguera. La caldera de Watt, construida en 1785,
consistía en un armazón horizontal cubierto de
ladrillo con conductos para dirigir los gases calientes de
la combustión sobre la caldera. Watt, uno de los
primeros ingenieros que aprovechó las propiedades
termodinámicas del vapor de agua, utilizó la
válvula de seguridad
de palanca, manómetros para medir
la presión y grifos para controlar el flujo de
agua y vapor en sus calderas.
Actividades
más específicas del ingeniero quimico con unidades
generadoras de vapor
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