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Questions and Answers
¿Cuál es el objetivo principal de un generador de vapor?
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¿Cuáles son los dos tipos principales de generadores de vapor?
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¿Cómo funciona una caldera con tubo de humo?
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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?
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?
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?
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?
¿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.
