Se desarrollo un modelo que basa su funcionamiento en un mecanismo de biela manivela, convirtiendo movimiento circular en uno lineal alternativo. Con las diferencias de que el cigüeñal está a una cierta altura, y que se reemplaza el pistón por una ruedita que rueda sin deslizar.
Este es un blog de la Catedra para que los alumnos de la cohorte 2020 puedan compartir información
lunes, 15 de noviembre de 2021
lunes, 17 de mayo de 2021
Turbina
de vapor - Tomás Gastaldi:
Las turbinas se clasifican en turbinas hidráulicas o
de agua, turbina de vapor y turbinas de combustión. Una turbina de vapor es una
turbo máquina que transforma la energía de un flujo de vapor en energía
mecánica. Este vapor se genera en una caldera de vapor, de la que sale en unas
condiciones de elevada temperatura y presión. En la turbina se transforma la
energía interna del vapor en energía mecánica que, típicamente, es aprovechada
por un generador para producir electricidad.
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| Esquema básico de una turbina de vapor. |
Al
pasar por las toberas de la turbina, se reduce la presión del vapor (se
expande) aumentando así su velocidad. Este vapor a alta velocidad es el que
hace que los álabes móviles de la turbina giren alrededor de su eje al incidir
sobre los mismos. Por lo general una turbina de vapor posee más de un conjunto
tobera-álabe (o etapa), para aumentar la velocidad del vapor de manera gradual.
Esto se hace ya que por lo general el vapor de alta presión y temperatura posee
demasiada energía térmica y, si ésta se convierte en energía cinética en un
número muy reducido de etapas, la velocidad periférica o tangencial de los
discos puede llegar a producir fuerzas centrífugas muy grandes causando fallas
en la unidad.
Para mayor información sobre el tema, se recomienda consultar la siguiente publicación: http://www.energiza.org/anteriores/energizadiciembre2011.pdf
Fuente: https://www.ecured.cu/Turbina_de_vapor
https://www.areatecnologia.com/mecanismos/turbina-de-vapor.html
Alternador - Tomás Gastaldi:
Los generadores de corriente alternada o alternadores
funcionan bajo el siguiente principio: si se coloca una espira dentro de un
campo magnético y se la hace girar, sus dos lados cortarán a las líneas de
fuerza del campo, induciéndose entonces una corriente eléctrica que puede ser
recogida en los extremos del conductor que forma la espira. Veremos
inmediatamente que la corriente inducida es de carácter alternado.
Si en lugar de hacer girar la espira se hace girar al
campo magnético, dejando fija la espira, se producirá exactamente el mismo
fenómeno, puesto que lo que lo produce es el desplazamiento relativo entre los
conductores y las líneas de fuerza del campo. ¿Cuál de los dos sistemas es más
conveniente?. La respuesta es inmediata, pues en el primer caso se debe recoger
la corriente producida en la espira, pero como ésta se mueve, se tendrán
contactos deslizantes. La corriente de excitación de los electroimanes para la
producción del campo magnético, es mucho más pequeña que la corriente inducida,
y si ellos están fijos, los bornes de entrada y salida también lo estarán, no
habiendo contactos deslizantes.
Está claro que si es lo mismo hacer girar a la espira o a los campos magnéticos, convendrá hacer girar a aquella parte que conduce corrientes de menor valor, porque entonces los contactos deslizantes deberán dejar paso a corrientes más pequeñas.
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| Rotor de un alternador. |
Frecuencia de la fuerza electromotriz inducida
Atendiendo a razones de economía en el costo del
alternador y a la menor cantidad de pérdidas por corrientes parásitas,
convendría utilizar corriente alternada de baja frecuencia. En efecto, a
frecuencias mayores debe haber más polos y la máquina se encarece; además las
pérdidas por corriente de Foucault o parásita dependen del cuadrado de la
frecuencia de modo que al crecer f aumentan notablemente esas pérdidas.
Pero oponiéndose a esas razones está la de utilización
de la corriente alterna. La práctica recomienda que para evitar que la vista
perciba las fluctuaciones de las lámparas incandescentes, la frecuencia debe
ser por lo menos de 50 ciclos por segundo.
Partiendo de esta base y respetando las
consideraciones anteriores se ha elegido en muchas partes tal frecuencia, salvo
excepciones donde se usa 60 ciclos por segundo.
Para poder obtener 50 c/s. con una máquina de 2 polos, el rotor debe dar 50 vueltas por segundo o sea 3000 por minuto. Si se colocaran 4 polos se cumplen 2 ciclos por vuelta por lo que bastará que el rotor de 1500 vueltas por minuto y en general para un número de polos p y frecuencia f el número de revoluciones por minuto del rotor está dado por n=120f/p, debiendo elegirse el motor de impulso adecuado que suministre esa velocidad.
Obsérvese que para poder mantener constante la
frecuencia no debe variar la velocidad de giro del rotor, de modo que no puede
actuarse sobre ella para regular la f.e.m., como podía hacerse en los
generadores de corriente continua. La magnitud que se puede regular es el flujo magnético (φ).
Si se quiere consultar la fuente y/o ampliar en el tema, se sugiere revisar el siguiente documento: Generadores de Corriente Alterna
Calderas de vapor - Tomás Gastaldi:
Las calderas que todos conocemos tienen como objetivo
calentar un fluido caloportador, normalmente agua, que será conducido posteriormente
a través de una red de tuberías, montantes y distribuidores hasta unos emisores
con el objetivo de proporcionar calor a estancias y locales.
Otro uso muy extendido es el de calentar el agua que se utiliza en diversos tipos de instalaciones. En muchas aplicaciones de tipo industrial es necesario contar con vapor de agua para distintos procesos. En este caso necesitamos calderas de vapor.
¿Cómo funcionan las calderas de vapor?
Las calderas de vapor cuentan con una estructura
similar a las calderas más comunes de las que se obtiene agua caliente. Sus
partes fundamentales son las siguientes:
Hogar: Es una cámara de combustión en la que tiene
lugar la reacción de oxidación entre el combustible elegido y el comburente, el
aire, para obtener energía en forma de calor a través de la llama.
Recalentador de vapor: Se calienta el vapor saturado obtenido
hasta el estado de vapor saturado.
Envolvente: Es una parte de la caldera que aísla
térmicamente el hogar y el cuerpo del intercambiador.
Intercambiador: Es una zona en la que se realiza el intercambio de temperatura. El calor generado se transfiere al agua.
Clasificación de las calderas de vapor
En función de cómo se construye este intercambiador se
distinguen las dos tipologías básicas de las calderas de vapor:
Calderas de tubos de agua o acuotubulares: El agua circula por el interior de las
tuberías que forman el intercambiador y que están tendidas en la zona del
hogar. El calor generado y los gases de combustión rodean los tubos calentando
el agua que circula por los mismos. Se puede incrementar la capacidad de estas
calderas aumentando el número de tubos.
Calderas de tubos de humos o pirotubulares: Los gases generados en la combustión circulan por el interior de los tubos que integran el intercambiador y que están tendidos en el interior del depósito de agua, incrementando así la temperatura del fluido.
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| Representación e una caldera acuotubular y una pirotubular, respectivamente. |
Estas son las calderas que tienen más aceptación en los entornos industriales. Pueden adoptar distintas configuraciones en función de cómo se ubican los tubos de humos: horizontales, de cajas de humo y verticales. El objetivo de una caldera de vapor, ya sea de un sistema u otro, es incrementar la temperatura y la presión del agua hasta transformar el fluido en vapor a la presión necesaria.
La obtención de vapor va a condicionar el resto de los
componentes auxiliares de la caldera, ya que deben estar diseñados
para soportar las temperaturas y presiones necesarias. Hay que tener
en cuenta que según aumenta la presión del agua también aumenta la temperatura
de ebullición.
Tradicionalmente, las calderas se han clasificado
también, desde el punto de vista de la seguridad, en función del producto del
volumen de agua en metros cúbicos por la presión total de servicio
en kg/cm2. Cuando este valor es mayor de 600 tenemos
calderas de categoría A; para valores entre 10 y 600 calderas de categoría B y
para productos iguales o menores a 10 hablamos de calderas de categoría C.
En el sector de los equipos de presión y en particular
de los generadores de vapor, son muy utilizadas las normativas de origen
norteamericano emitidas por la Asociación
Americana de Ingenieros Mecánicos, ASME. Sus normas técnicas se han
convertido en un referente internacional y han sobrepasado sus fronteras
implantándose en todo el mundo.
Fuente: https://www.naturgy.es/empresas/blog/como_funcionan_las_calderas_de_vapor
http://indiquimica.blogspot.com/2017/03/por-que-se-debe-realizar-una-limpieza.html
domingo, 9 de mayo de 2021
Caldera - Pamela Díaz
Las Calderas son dispositivos destinados a la producción de vapor o al calentamiento de agua, esto por medio de la acción de calor a una temperatura que sea superior a la del ambiente, con una presión mayor a la de la atmósfera.
En este sentido, se debe mencionar que la estructura de una caldera depende de diversas cosas. A continuación, te presentaré sus partes:
- Quemador: esta parte es la que se encarga de quemar todo el combustible.
- Hogar: aquí se almacena el quemador y se realiza la combustión del combustible que suele ser utilizado para generar los gases calientes pertinentes.
- Tubos para el intercambio de calor: en esta superficie se efectúa todo el flujo de calor desde los gases hasta el agua. Asimismo, se generan absolutamente todas las burbujas de vapor.
- Chimenea: esta parte funciona como una excelente vía de escape para los gases que se producen tras la combustión y para los humos que se producen luego de que el calor al fluido haya sido cedido.
- Separador vapor-líquido: las gotas de agua liquidan deben ser estrictamente separadas de los gases calientes, esto para poder alimentar la caldera.
- Carcasa: aquí se guarda el sistema de tubos en el que se intercambia el calor y el hogar.
Alternador - Pamela Díaz
La finalidad
de un Alternador es transformar la energía mecánica en energía eléctrica para proporcionar
el suministro eléctrico necesario.
Las partes básicas de un alternador estándar son:
- Polea. Es el elemento que recibe, a través de una correa auxiliar, la fuerza mecánica que genera el motor del coche con la polea del cigüeñal. Está unida al eje del alternador y tiene como finalidad mover el rotor que ha en su interior. En los alternadores de nueva generación, existe un pequeño ventilador que los ayuda a refrigerarse y éste es movido a su vez por esta polea.
- Rotor o inductor. Está formado por un electroimán que produce un campo magnético fruto de la corriente que recibe desde el regulador a través de los anillos rozantes situados en el eje. Cuando este campo magnético está activo, las bobinas del estátor (parte fija del alternador) reaccionan produciendo la corriente eléctrica necesaria.
- Regulador: Su misión es doble. Por una parte, está controlar que la tensión máxima de salida del alternador no sufra variaciones ni picos. Por otro lado, está regular el amperaje que recibe la batería cuando demanda carga.
- Estátor. Es el elemento inducido y fijo del alternador. En él se sitúa el bobinado trifásico que permite la reacción y por tanto la corriente eléctrica. Su forma puede ser en triángulo o estrella.
- Puente rectificador de diodos. Este sistema es el encargado de transformar la corriente alterna que se crea en el alternador a corriente continua (que es la que necesita la batería y emplean los diferentes sistemas del coche).
Turbina - Pamela Díaz
Cuando hablamos de turbas maquinarias, nos referimos a aquellas máquinas que desarrollan par y potencia debido a la variación del flujo que pasa a través de sus diferentes mecanismos.
Estas máquinas pueden transformar energía mecánica en energía eléctrica con ayuda de un generador. Los fluidos de empleo más comunes en las turbinas son el vapor, el aire caliente, los gases de combustión y agua.
Dependiendo del flujo es como se pueden clasificar fácilmente las turbinas, ya sean hidráulicas o térmicas.
El vapor producido en calderas que queman combustibles fósiles o en reactores nucleares es lo que más se utiliza en turbinas de generación de electricidad, propulsión de buques e impulsiones mecánicas. La turbina de gas tiene tales empleos además de la propulsión de aeronaves mientras que las turbinas hidráulicas son utilizadas para generar electricidad.
Partes de una Turbina de Vapor
viernes, 7 de mayo de 2021
Alternador - Martina Cutró
ALTERNADOR
Un generador es una máquina eléctrica rotativa que transforma energía mecánica en energía eléctrica. Lo consigue gracias a la interacción de sus componentes principales: el rotor (parte giratoria) y el estator (parte estática). Cuando un generador eléctrico está en funcionamiento, una de las dos partes genera un flujo magnético (actúa como inductor) para que el otro lo transforme en electricidad (actúa como inducido). Los generadores eléctricos se diferencian según el tipo de corriente que producen, dando lugar a dos grandes grupos: los alternadores y las dinamos.
Los alternadores generan electricidad en corriente alterna. El elemento inductor es el rotor y el inducido el estator. Un ejemplo son los generadores de las centrales eléctricas, las cuales transforman la energía mecánica en eléctrica alterna.
Las dinamos generan electricidad en corriente continua. El elemento inductor es el estator y el inducido el rotor. Un ejemplo lo encontraríamos en la luz que tiene una bicicleta, la cual funciona a través del pedaleo.
Turbina - Martina Cutró
jueves, 6 de mayo de 2021
Caldera - Martina Cutró
martes, 4 de mayo de 2021
Caldera - Itati Maidana
¿Para qué sirve?
Para la ingeniería, una caldera, es una máquina que tiene muchas aplicaciones, una de ellas es generar energía, esta se obtiene a partir de exponer a un fluido en estado líquido bajo una presión contante y una transferencia de calor para que se convierta en vapor saturado.
Mas aplicaciones
Otros usos industriales para las calderas puede ser el tratamiento en altas temperaturas de otros elementos o materiales, así como también para generar vapor para plantas de fuerza, procesos industriales o calefacción.
Se muestra una animación para entender su funcionamiento y composición:
Alternador - Itati Maidana
El alternador es un aparato cuyo principio es la transformación de energía mecánica hacia eléctrica para luego ser conservada o utilizada. El alternador produce corriente alterna, la cual se obtiene a través de un mecanismos de arrastre accionado por un motor de combustión.
Turbina - Itati Maidana
Una turbina de vapor es un equipo térmico de combustión externa encargado de transformar energía potencial en forma de presión de vapor, en energía cinética de rotación. Realiza un trabajo mediante calor, que se necesita para generar el vapor que la mueve, provocando el trabajo de rotación.
El funcionamiento se basa en introducir vapor a determinada presión y temperatura, el vapor se expande y acelera la turbina. Esa energía cinética del vapor se transfiere a unos álabes unidos a un eje rotor, haciéndolo girar. A la salida de la turbina, el vapor muestra una disminución de presión y temperatura.
jueves, 29 de abril de 2021
Turbina - Giuliano Battani
Alternador - Giuliano Battani
Caldera - Giuliano Battani
- Para calentar otros fluidos, como por ejemplo, en la industria petrolera, donde el vapor es muy utilizado para calentar petróleos pesados y mejorar su fluidez.
- Generar electricidad a través de un ciclo Rankine. La caldera es parte fundamental de las centrales termoeléctricas.
miércoles, 28 de abril de 2021
Turbina - Barrios Luis
La turbina es una máquina que recoge el vapor de agua y que, gracias a un complejo sistema de presiones y temperaturas, consigue que se mueva el eje que la atraviesa. Esta turbina normalmente tiene varios cuerpos, de alta, media y baja presión, para aprovechar al máximo el vapor de agua.
El aire aspirado desde el ambiente ingresa a la turbina, es comprimido por un compresor, a continuación se mezcla con el combustible en la cámara de combustión para su quemado. En esta cámara el combustible ingresa atomizado. Los gases de combustión calientes se expanden luego en la turbina de expansión proporcionando el trabajo para la operación del compresor y del generador eléctrico.
En el siguiente video podrá ver el funcionamiento de una turbina:
Caldera - Barrios Luis
La caldera es el espacio donde el agua se transforma en vapor gracias a la quema de combustible. En este proceso la energía química se transforma en térmica.
Los gases de escape calientes salientes de la turbina de gas, a temperaturas superiores a los 500 ºC ingresan a la caldera y se produce el intercambio de calor entre los gases calientes de escape y el agua a alta presión del ciclo de vapor, en cuanto al ciclo de vapor, el agua proveniente del condensador se acumula en un tanque de alimentación desde donde se envía a distintos calderines de alimentación de intercambiadores de calor de la caldera, según se trate de ciclos combinados de una o mas presiones.
En el siguiente video podrá visualizar la explicación del mismo:
Alternador - Barrios Luis
El generador es una máquina que recoge la energía mecánica generada en el eje que atraviesa la turbina y la transforma en eléctrica mediante inducción electromagnética. Las centrales eléctricas transforman la energía mecánica del eje en una corriente eléctrica trifásica y alterna.
El alternador de las centrales eléctricas consta de dos partes: una fija, denominada estator y otra móvil, rotor. El rotor está compuesto por bobinas por las que se hace circular una corriente eléctrica continua, produciendo un campo magnético giratorio. El eje del rotor se mueve dentro del estator por acción de la turbina acoplada al mismo, de esta manera se induce en el estator lo que se conoce como fuerza electromotriz, que a su vez produce una corriente eléctrica alterna, corriente que puede transportarse a muchos kilómetros del lugar de generación para ser consumida.
A continuación se mostrara el funcionamiento de dicho:
Caldera - Mateo Leonel Perazzo
Las calderas son instrumentos térmicos que tienen como propósito convertir el agua o fluido caloportador en vapor mediante la quema de cualquier tipo de combustible. En la actualidad, se utilizan en numerosos procesos industriales que requieren altas temperaturas.
A continuación se puede ver un video donde se explica el funcionamiento y la composición de una caldera de vapor:
Turbina - Mateo Leonel Perazzo
Una turbina de vapor transforma la energía de un flujo de
vapor en energía mecánica a través de un intercambio de cantidad de movimiento
entre el fluido de trabajo (vapor) y el rodete, órgano principal de la turbina,
que cuenta con palas o álabes los cuales tienen una forma particular para poder
realizar el intercambio energético. Las turbinas de vapor están presentes en
diversos ciclos de potencia, los cuales utilizan un fluido que pueda cambiar de
fase, entre estos el más importante es el ciclo de Rankine (ciclo termodinámico
que tiene por objetivo la transformación del calor en trabajo), el cual genera
el vapor en una caldera, de la cual este sale en unas condiciones de elevada
temperatura y presión. En la turbina se transforma la energía interna del vapor
en energía mecánica que, normalmente, se transmite a un generador para producir
electricidad. En una turbina se pueden distinguir dos partes, el rotor y el estator.
El rotor está formado por ruedas de álabes unidas al eje y que constituyen la
parte móvil de la turbina. El estator también está formado por álabes, no
unidos al eje sino a la carcasa de la turbina.
A continuación se puede ver un video donde se explica el funcionamiento y composición de una turbina de vapor:
Alternador - Mateo Leonel Perazzo
Un alternador es una máquina eléctrica, capaz de transformar
energía mecánica en energía eléctrica, generando una corriente alterna mediante
inducción electromagnética.
Los alternadores están creados siguiendo el principio de que
en un conductor sometido a un campo magnético variable, durante un determinado
tiempo, se va a inducir una tensión eléctrica o fuerza electromotriz, cuya
polaridad depende del sentido del campo y el valor del flujo que lo atraviesa.
Un alternador de corriente alterna funciona cambiando
constantemente la polaridad para que haya movimiento y genere energía. En el
mundo se utilizan alternadores con una frecuencia de 50 Hz o 60 Hz, es decir
que cambia su polaridad 100 o 120 veces por segundo.
Si el alternador, se utiliza para suministrar energía a la
red, su velocidad de rotación se mantiene constante y por lo tanto la
frecuencia f de la red. Su relación fundamental es:
Donde n representa la velocidad de giro del rotor.
A continuación se encuentra la explicación del funcionamiento y composición de un Alternador:
A continuación se encuentra una imagen de Alternadores de principios del Siglo XX en una central hidroeléctrica:
martes, 27 de abril de 2021
Alternador - Octavio Morello
El alternador es el elemento del circuito eléctrico que tiene como misión transformar la energía mecánica en energía eléctrica, proporcionando así un suministro eléctrico durante la marcha. El principio de funcionamiento es relativamente sencillo: el alternador es un dispositivo que, al girar, genera en su interior una corriente alterna mediante inducción electromagnética; para girar, el alternador va conectado al motor a través de la correa de servicios.
Explicación del principio de funcionamiento:
Página con información de alternadores
Turbina - Octavio Morello
Las turbinas son máquinas que desarrollan par y potencia en el eje como resultado de la variación de la cantidad de movimiento del fluido que pasa a través de ellas. Para que el fluido alcance la alta velocidad requerida para que se produzcan variaciones útiles en el momento, debe haber una diferencia importante entre la presión a la entrada a la turbina y la de escape.
Dicho fluido puede ser un gas, vapor o líquido, si bien las notas que se dan a continuación son aplicables a turbinas que operan con gas o vapor.
Explicación del principio de funcionamiento:
Página con información sobre turbinas
Caldera - Octavio Morello
Una caldera es un recipiente cerrado a presión en el que se calienta un fluido para utilizarlo por aplicación directa del calor resultante de la combustión de una materia combustible (sólida, liquida o gaseosa) o por utilización de energía eléctrica o nuclear. Además se puede decir que una caldera de vapor, es un recipiente cerrado en el cual se genera vapor de agua o de otro fluido para su uso externo.
La transferencia térmica convierte un combustible (Fósil, bagazo, gas, eléctrica o nuclear) a través de un medio de trabajo. El flujo de calor puede tener lugar de tres modos en el interior de una caldera: conducción, convección y radiación.
Explicación del principio de funcionamiento:
Página con información sobre calderas
viernes, 23 de abril de 2021
Turbina - Oscar Villarreal
Aca les dejo un video de turbina
https://www.youtube.com/watch?v=w0tRID8uIjI&t=56s
Bienvenido
Tarea del TP 4
En este blog tienen que dejar tres post por cada uno de uno de ustedes. El titulo del post sera:
- Caldera - Nombre y Apellido
- Turbina - Nombre y Apellido
- Alternador - Nombre y Apellido
Deberán ver los post de los compañeros y comentarlos


