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Questions and Answers
¿Cuál es el objetivo principal de un generador de vapor?
¿Cuáles son los dos tipos principales de generadores de vapor?
¿Cómo funciona una caldera con tubo de humo?
What is a characteristic feature of a caldera con tubo de humo?
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¿Qué proceso se lleva a cabo en la cámara de combustión de una caldera?
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¿Cuál es una ventaja de las calderas con múltiples tubos en comparación con las calderas con menos tubos?
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¿Qué característica describe el funcionamiento de las calderas con tubo de agua?
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¿Qué aplicación es más común para las calderas con tubo de humo?
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¿Qué ventaja tienen las calderas con tubo de agua sobre otras opciones?
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¿Cómo se procesa el agua en una caldera con tubo de agua durante su funcionamiento?
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¿Cuál de las siguientes afirmaciones es incorrecta respecto a las calderas con tubo de agua?
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¿Qué permite que una caldera con múltiples tubos maneje picos de demanda de vapor?
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¿Cuál es el principal objetivo del diseño de las calderas con tubo de agua?
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¿Cuál es una ventaja de las calderas con tubo de agua en comparación con las pirotubulares?
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¿Qué tipo de agua necesitan las calderas con tubo de agua?
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En el cálculo del consumo de vapor, ¿qué son los 'consumidores indirectos'?
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Al calentar un fluido en un intercambiador de calor, ¿qué se necesita calcular primero?
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Si se requiere calentar 15 m³/h de agua de 20°C a 60°C, ¿cuál es el siguiente paso después de calcular el calor necesario?
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Para calentar 10,000 kg/h de agua de 25°C a 75°C, ¿qué dato se necesita conocer sobre el vapor?
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¿Qué representa la entalpía de vaporización del agua a 2 bar en el cálculo del caudal de vapor?
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¿En qué aplicación se utilizan comúnmente las calderas con tubo de agua?
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Study Notes
Generadores de Vapor
- Un generador de vapor transforma la energía química de combustibles como el gas natural o biomasa en energía térmica.
- Se utilizan ampliamente en aplicaciones industriales y en la generación de electricidad a través de turbinas de vapor en ciclos de Rankine.
- Se clasifican en dos tipos principales: pirotubulares y acuotubulares.
Calderas con Tubo de Humo
- En las calderas con tubo de humo, los gases de combustión fluyen a través de tubos sumergidos en agua.
- Tienen una estructura con un cilindro sellado que contiene agua y múltiples tubos.
- Son generalmente horizontales o verticales y su construcción cilíndrica es ideal para soportar presiones internas elevadas.
- Los gases calientes pasan a través de los tubos, transfiriendo su calor al agua por conducción.
Ventajas de las Calderas con Tubo de Humo
- Alta eficiencia térmica debido a su amplia superficie de intercambio térmico.
- Capacidad para manejar picos de demanda de vapor debido a su gran volumen de almacenamiento de agua.
- Versatilidad para una variedad de aplicaciones industriales.
Aplicaciones de las Calderas con Tubo de Humo
- Industria alimentaria: procesos con vapor.
- Plantas químicas: reacciones que necesitan control térmico.
- Generación eléctrica: parte del ciclo en plantas térmicas.
Calderas con Tubo de Agua
- En las calderas con tubo de agua, el agua circula por el interior de los tubos mientras los gases de combustión los rodean.
- Consisten en un calderín inferior donde se calienta el agua y un calderín superior donde se genera vapor.
- Son capaces de operar a presiones superiores a 20 bares, lo que las hace adecuadas para aplicaciones industriales exigentes.
- Tienen una rápida puesta en marcha debido a su menor volumen de agua.
Desventajas de las Calderas con Tubo de Agua
- Requieren agua de alta calidad para evitar obstrucciones en los tubos y asegurar una adecuada transferencia térmica.
- Los costos de limpieza y mantenimiento suelen ser más altos debido a la complejidad del sistema.
Aplicaciones de las Calderas con Tubo de Agua
- Industria alimentaria: procesos que requieren vapor, como la esterilización.
- Centrales termoeléctricas: generación de electricidad mediante vapor.
- Plantas químicas y farmacéuticas: condiciones controladas de temperatura y presión.
Cálculo del Consumo de Vapor
- Para calcular el consumo de vapor se deben considerar todos los consumidores de vapor y sumar sus requerimientos.
- Se distinguen dos tipos de consumidores:
- Consumidores directos: equipos que utilizan vapor directamente.
- Consumidores indirectos: intercambiadores de calor donde el vapor transfiere energía térmica a otro fluido.
- Se incluyen las pérdidas por expansión y pérdidas de calor en las tuberías.
Cálculo del Caudal de Vapor Necesario
- Para un intercambiador que calienta un fluido desde una temperatura inicial a una temperatura final:
- Se debe calcular la energía necesaria para calentar el fluido.
- Se considera el calor específico del fluido y la diferencia de temperatura.
- El caudal de vapor requerido se calcula con la entalpía de vaporización del agua a la presión de operación.
Ejemplo
- Para calentar 15 m³/h de agua de 20°C a 60°C se calcula la energía necesaria.
- Se considera el calor específico del agua y la densidad del agua.
- Tras analizar la entalpía de vaporización a 2 bar, se puede calcular el caudal del vapor necesario.
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Description
Este cuestionario explora los conceptos de generadores de vapor y calderas con tubo de humo. Aprenderás sobre sus principios de funcionamiento, tipos y ventajas en aplicaciones industriales. Ideal para estudiantes de ingeniería y ciencias aplicadas.
