Calderas Pirotubulares

DISEÑO DE CALDERAS PIROTUBULARES

El material para hogares internos (calderas Cornualles y Lancáster) debe poseer capacidad de deformación suficiente, con alargamiento de fractura mínimo δ = 20 % a la temperatura ambiente. Para el cobre se tomará, por límite de fluencia en caliente.

1) Los valores de K entre paréntesis indican que, para la temperatura correspondiente, el material ya no puede emplearse en servicio continuado. 2) Con el material recocido basta eliminar sus tensiones, 2 kg/mm2 menos. 3) Para tubos de diámetro exterior ≤ 30 mm y espesor a ≤ 3 mm, a 375°C se rebajará K en 1 kg/m m2 Para s > 20 mm, la resistencia por tracción, el límite de fluencia y el límite de persistencia a la deformación en caliente pueden resultar inferiores en 1 kg / mm2.

CALDERA PIROTUBULARES Las calderas de tubo de humo de acero, se clasifican de la siguiente manera: 1. De fogón externo. a. Horizontales tubulares de retomo 2. Locomóviles o de locomotora 3. De fogón corto 4. Calderas del tipo compacto 5. Calderas tipo escocés 6. Calderas escocesas tipo paquete a. De cabezal posterior seco, de cabezal posterior de agua y de tapa de agua b. De dos. tres y cuatro retornos (pasos) 7. Calderas verticales tubulares 8. Calderas de tipo residencial

DEFINICION: Son aquellas donde toda la transferencia de calor se efectúa por el paso de los gases calientes de la combustión a través de tubos sumergidos en agua. El agua y el vapor están contenidos en una carcasa simple de forma cilíndrica, ejemplo: las calderas usadas en locomotoras a vapor y calderas en los barcos

CARACTERISTICAS: Se construyen en tamaños hasta unos 6 800 kg (15 000 lb) de vapor por hora (considerando un rendimiento nominal del 100% ). La caldera de baja presión está limitada a 1.05 kg/cm2 (15 Ib/plg2) de presión de vapor [2.11 kg/cm2 en agua caliente (30 Ib/plg2) caldera de vapor para generación de fuerza, puede operar a una presión de unos 17.6 kg/cm2 (250 Ib/pig2)

DISEÑO: La caldera recibe la denominación de caldera de tubos continuos o de tubos de retorno, de acuerdo con la dirección de flujo de los gases. Puede tener un hogar interno, o estar dotada de fogón externo. El hogar interno puede ser del tipo del tubo recto, localizado dentro del cuerpo cilíndrico y rodeado por paredes de agua por ejemplo la caldera de tipo escocés. O puede ser de tipo de caja, con el fogón rodeado de una superficie enfriada por agua, que recibe el nombre de paredes de agua, con excepción de la parte de abajo (piso). Entre las de caja de fuego, quedan comprendidas las de las locomotoras En las calderas de fogón externo (colocadas sobre muros de tabique o provisto de chaqueta de acero), el hogar está rodeado por una cubierta de material refractario en vez del agua (calderas tubulares horizontales de retomo,

CAPACIDAD. Su eficiencia es un poco más alta que la de las calderas horizontales de retorno y que las del tipo locomóvil (alcanza el 80% de eficiencia) Su mejor régimen de operación está entre 17 y 24.4 kg/m2/h de vapor (3.5 a 5 Ib/pie2/h) y no debe operarse a mas de 34.2 kg/m2/h (7 Ib/pie m2/h)

FLUJO DE GAS El combustible es quemado debajo del extremo frontal del cuerpo de la caldera. Los gases calientes de la combustión se deslizan a lo largo de la mitad inferior de la envolvente, llegando hasta la parte trasera de la construcción

El casco. El cuerpo de la caldera de tubos de humo puede ser cilíndrico, o de forma ovalada.. En cada extremo se adaptan cabezales. Esta construcción especialmente adaptable a las calderas que trabajar, a una presión de 17.6 kg/cm2 (250 lb/plg2) Los fluses se colocan en el cabezal de tubos interior del cuerpo o dentro de los cabezales de extremos. La línea del nivel de agua se fija generalmente en un asunto localizado a no menos de 5 cm arriba del borde de la hilera superior de fluses, o de la placa de la corona. suele encontrarse también en calderas que trabajan con presiones hasta de 17.6 kg/cm2 (250 Ib/plg2).

fuses

Los fluses Los fluses se fijan al cabezal por medio de expansión (ya sea rolándolos o expandiéndolos a presión), o bien se sueldan al espejos. espejos

Los fluses pueden ir dispuestos en hileras cales o en forma alternada de zigzag Los fluses son regularmente de 51 mm a 102 mm (2" a 4") de diámetro, y su selección depende de la pérdida de tiro y del tipo de combustible a usar. Frecuentemente se aumenta el diámetro en 25 mm (1") por cada 1.22 m (4') de aumento en la longitud de los fluses.

CALCULO DE TUBOS CUADRANGULARES LISOS

Sometidos a presión interior. El radio de enlace o redondeo en los vértices de la sección interior debe ser r > 3mm > 8mm, para evitar excesiva tensión en los cantos.

La caja de fuego Cuando la caja del fogón, ya sea de paredes de agua o de enchaquetado de acero, está construida como parte integral de la caldera, ésta recibe el nombre de portátil con fogón de caja Se construyen también calderas con fogón de caja seccional, para el paso por lugares estrechos El material refractario se coloca después de que la caldera ha sido montada. Si se hace necesario aumentar el volumen del fogón más allá de lo que permiten las dimensiones de la estructura de la caldera,

Puertas. Las puertas de acceso a los fluses se encuentran localizadas frente a los mismos: las puertas para la limpieza se encuentran en las cajas de humo y otras partes convenientes. Estas puertas son necesarias para remover el hollín y para el cambio de fluses. Registros El vapor o agua caliente se descarga de la parte superior de la encera por una o varias boquillas o conexiones roscadas. La velocidad del vapor no debe exceder de 14 m/seg ya que de otra manera entraría agua en el sistema y se obtendría un vapor mojado.

Tirantes. Cuando no hay tubos que puedan servir de refuerzo a las superficies planas contra las presiones interiores. existe la posibilidad de reforzar estas superficies mediante tirantes. que pueden ser de brazo, de pernos y tirantes corridos. Los tirantes corridos atraviesan la longitud total del cuerpo de la caldera y conectan los espejos o cabezales entre si.

Soportes. El cuerpo de la caldera está dotado de ménsulas en escuadra y soportes estructurales, independientemente de las cimentaciones de tabique. Se monta sobre una base de acero o de hierro colado

DISEÑO AUTOMATIZADO. CAD:COMPUTER AIDED DESIGN. Dibujo * computador en 3d.: solid edge. CAD:COMPUTER AIDED MANUFACTRING manufactura asistida por computador.: algor CAE: COMPUTADOR AIDED ENGINERING Comportamiento de las piezas , fluidos , cargas etc. PDM: PRODUCT AIDED ENGINEERING Administración de datos de producto.