UNIVERSIDAD TÉCNICA DEL NORTE CARRERA DE INGENIERIA TEXTIL
TERMODINAMICA Integrantes:
Aguilar Enrique Angamarca Mónica Córdova Fabricio Coyago Jefferson
Pallo Grace Urresta Gabriela Vaca Juan
APLICACIONES DE LA TERMODINAMICAS A LA INDUSTRIA TEXTIL
OBJETIVOS
Real Realiza izarr una una inve investi stiga gaci ción ón de las las aplic aplicac acio ione nes s que tiene la termodinámica en la industria textil. cer el funcionamien iento de la maquinaria Conocer que usa el calor como medio para realizar vari varios os proc proces esos os text textile iles s Analizar la información encontrada con el fin que pueda ser socializada con los comp compañ añer eros os de clase clase..
Tabla de contenido OBJETIVO DESARROLLO CALDERA Definición Objetivos de una caldera Estructura Partes básicas Hogar Quemador Chimenea Tuberías Partes complementarias: Válvulas de control Intercambiador de vapor Trampas de vapor
Condensadores Estructura de la sala de una caldera Funcionamiento Zona de liberación de calor u hogar o cámara de combustión Zona de tubos Calderas de tubos de agua o acuotubulares Calderas de tubos de humos o pirotubulares: Comportamiento de las calderas
Calculo de la producción de vapor Cómo calcular el coste de producir vapor en la industria Producción de Vapor y Consumo de Combustible Costo del Vapor ¿Qué es una central térmica? Partes de la central térmica Control de la humedad Importancia: ¿Por qué humidificar? Problemas experimentados debido a la humedad en la industria textil Sistemas de humidificación: Sistema de humidificación por ASPERSIÓN Sistemas de humidificación por ATOMIZACIÓN Sistemas de humidificación por HUMIDUCTO: Sistemas de humidificación por AIRE LAVADO:
Caldero
Una caldera es un recipiente metálico, cerrado, destinado a producir vapor o calentar agua, mediante la acción del calor a una temperatura superior a la del ambiente y presión mayor que la atmosférica.
Los calderos
en su mayor parte
acero al carbón
acero inoxidable
revestimientos
BASICA
ALIMENTADOR
HOGAR
QUEMADOR
CHIMENEA
TUBERIAS
COMPLEMTARIAS
VALVULAS DE CONTROL
INTERCAMBIADOR DE CONTROL
TRAMPA DE VAPOR
CONDENSADORES
Objetivos de un caldero
Generar agua caliente para calefacción y uso general. Generar vapor para plantas de fuerza, procesos industriales o calefacción.
FUNCIONAMIENTO
Funcionan mediante la transferencia de calor, producido generalmente al quemarse un combustible, el que se le entrega al agua contenida o que circula dentro de un recipiente metálico. En toda caldera se distinguen dos zonas importantes:
Zona de liberación de calor u hogar o cámara de combusti ón :
Zona de tubos
TIPOLOGIAS BASICAS DE LAS CALDERAS DE VAPOR
CALDERAS PIROTUBULARES
CALDERAS ACUOTUBULARES
Clasificación de acuerdo al punto de vista de seguridad Categoría A: valores mayores de 600Kg/cm2 tenemos calderas de Categoría B: para valores entre 10 y 600 kg/cm2 Categoría C: para productos iguales o menores a 10 Kg/cm2
Comportamiento de las calderas El comportamiento de una caldera puede expresarse en función de los kilogramos de vapor producido por metro cuadrado de superficie de calefacción y por hora (coeficiente de evaporación).
CONDICIONES BÁSICAS PARA EL BUEN FUNCIONAMIENTO Y LARGA VIDA ÚTIL DE LAS CALDERAS La caldera deberá estar asegurada contra calentamiento excesivo en caso de corte energía eléctrica ya que tiene su marcha por impulso propio.
El montaje de la caldera deberá ser realizado por una empresa especializada, capacitada por el fabricante
La caldera deberá instalarse en un lugar seco y bien ventilado – en la sala de calderas Cuando se conecte la caldera al sistema, es necesario instalar después de la caldera un aparato ó una válvula de control térmico de 60°C con bomba, una válvula de bola,
◆Generación de vapor El caldero es un recipiente a presión diseñado para generar vapor de agua, absorbiendo el calor liberado en la combustión de un combustible o también de gases calientes provenientes de un proceso externo o de elementos eléctricos.
◆Generación de aire comprimido Un compresor cumple la función de (aprieta, oprime, reduce a menor volumen). El término se utiliza para nombrar a una máquina que, a través de un aumento de la presión, logra desplazar fluidos compresibles, como los gases.
. Calculo de la producción de vapor En la industria actual, el coste del suministro de energía es de enorme interés. Los factores que inciden para determinar el coste de producir vapor normalmente están relacionados con: •
Coste de la caldera
•
Coste de la instalación
•
Años de vida de la caldera
•
Gastos de mantenimiento
•
Rendimiento medio de la caldera durante su vida
•
Precio del combustible y variaciones durante el periodo de vida
•
Rendimiento real del combustible
•
Pérdidas de calor en las redes de distribución
Coste de producir vapor Consumo y coste de combustible Consumo y coste de productos químicos
Consumo y coste del agua de reposición o make up Consumo y coste de energía eléctrica
Costes asociados a la operación y mantenimiento
Consumo de Combustible La producción de vapor de una caldera es la cantidad de vapor generado por unidad de tiempo, comúnmente este valor viene es informado en toneladas por hora. El consumo de combustible es directamente proporcional al consumo de vapor y se puede obtener mediante la relación: : Producción de vapor (ton/h)
Dónde: PV : Coste del vapor (€/kg vapor) PC: Precio combustible (€/kg combustible) PQ: Coste de consumo de productos químicos (€/kg vapor) A: Coste de consumo de agua (€/kg vapor) EE: Coste de consumo de energía eléctrica (€/kg vapor) OM: Coste de operación y mantenimiento (€/kg vapor) PCS: Poder calorífico superior del combustible (kJ/kg) n: Eficiencia de la caldera respecto al PCS (%)
Conocer los costes de producir vapor, sean absolutos o relativos, será el primer paso al momento de cuantificar y medir para poder justificar tus acciones. Su reducción representa un área de oportunidad muy grande ya que cada parte de la organización es un centro de coste. Existen dos acciones que puedes tomar con los cost es: Reducir costes de producir vapor: Si el coste existente puede reducirse o se puede eliminar, necesitas decir cómo y en cuanto.
• Evadir costes: Si el servicio de mantenimiento es capaz de ayudar al a la empresa a evitar futuros gastos, nuevamente, necesitas decirle al director cómo y en cuánto
¿ que es una central térmica? Se denomina centrales térmicas a las plantas generadoras que producen energía eléctrica a partir de la energía térmica, esto ocurre transformando la energía química de un combustible (gas, carbón o combustible) en energía eléctrica. Este tipo de instalaciones en donde la energía mecánica que se necesita para mover el generador (y por lo tanto obtener la energía eléctrica se obtiene a partir del vapor formado al hervir el agua en una caldera.
Funcionamiento de una central térmica
Equipos térmicos Son equipos cuya función es la generación de calor a través de la combustión de un combustible con el oxígeno del aire. Se utilizan para cubrir necesidades térmicas de calefacción y agua caliente. En el proceso productivo textil se emplean para el calentamiento y secado de las fibras y tejidos. Los equipos térmicos más utilizados por los fabricantes de fibras y textiles son las calderas y los secaderos. Estos sistemas usan el calor producido en la combustión para calentar un fluido que posteriormente será empleado en donde existan necesidades térmicas.
Calderas y generadores de vapor para las industrias de la confección La industria textil utiliza en muchas aplicaciones la generación de vapor. Las soluciones industriales de los generadores de vapor Giconmes están enfocadas a dar respuesta a las necesidades de los profesionales del sector de la confección. Las aplicaciones de las calderas de vapor para la industria textil confección van desde procesos de lavado, proporción de calor para el teñido, humidificación de estancias, secado, planchado o funcionamiento de maquinaria.
Luego del tejido se produce según el tipo de tela a los procesos de lavado, mercerizado, y blanqueo, con el fin de teñir el material bajo sistemas q sumergen el producto y a la ves calientan la solución de agua y tinte para que puedan impregnarse la tela al color de acuerdo al diseño.
Las etapas de temperatura vienen dadas según el tipo de tinte y dependerán de la velocidad con la que la máquina calentaría la solución. La velocidad de calefacción está relacionada con el diámetro de las tuberías del intercambiador y la velocidad de flujo de vapor suministrado por la caldera.
Industria textil El desarrollo de la máquina de vapor dio un gran impulso en la industria textil siendo considerada como un clásico ejemplo del desarrollo de la Revolución Industrial.
En una industria textil los requerimientos de vapor es para todo el proceso, es así que se lo utiliza en:
Equipos de lavado, planchado, engomado y blanqueado. Tinturado de telas. Termofijado de la tela también es a base de vapor En las industr ias texti les se obti ene el vapor a través de un caldero.
No necesita bombas para ser transportado de un lugar a otro (se realiza desde la misma caldera).
El vapor tiene un elevado poder calorífico por unidad de masa.
No tiene peligro de incendio.
Mediante dos válvulas en el circuito de vapor, podemos controlar fácilmente la presión y la temperatura de nuestra instalación.
Tiene un excelente coeficiente de transferencia térmica.
Ese potencial energético puede ser utilizado para producir trabajo en turbinas (producir energía eléctrica) o bombas (producir energía mecánica).
Calentamiento
Humidificación
Limpieza
Aplicaciones de impulso / motrices .
.
Se da un intercambiador de calor, el vapor eleva la temperatura del producto por transferencia de calor, el cual después se convierte en condensado y es descargado a través de una trampa de vapor.
.
El vapor se suministra al intercambiador de calor en estado gaseoso, el cual cambia dentro del intercambiador a estado líquido (condensado) y después lo abandona.
.
El vapor se usa regularmente para propulsión como fuerza motriz en aplicaciones tales como turbinas de vapor.
La turbi na de vapor es un equipo esencial para la generación de electrici dad en plantas termoeléctricas.
. El vapor puede ser usado de igual manera como una fuerza motriz , para mover flujos de líquido o gas en una tubería. Que son utilizadas para purificar y separar flujos de procesos.
. El vapor es usado para limpiar un gran rango de superficies. Las calderas deben estar equipadas con sopladores para una limpieza cíclica de las paredes del horno y remover los depósitos de la combustión de las superficies. Un ejemplo de la industria es el uso del vapor en los sopladores.
. En las instalaciones de una empresa es necesario tener una t emperatura adecuada para que los procesos se den con normalidad por lo que en climas fríos se utiliza vapor saturado a baja presión para el calentamiento interior estacional.
Las bobinas HVAC, normalmente combin adas con hu midi ficador es de vapor, son el equipo
◆El control de la humedad
en la industria textil es esencial para mantener la calidad del producto y reducir las imperfecciones. Un ambiente seco en el área de producción o en el almacén puede generar consecuencias muy graves. “
”
◆Todos los higroscópicos.
textiles son Es decir, absorben o liberan humedad dependiendo de la humedad relativa del aire circundante. Si la atmósfera es más seca que la humedad relativa de equilibrio de la tela, entonces la tela cederá su humedad al aire
Reduce el tiempo de inactividad de la producción
Aumenta la productividad y la calidad del producto Protege contra descargas electrostáticas peligrosas Con niveles óptimos de humidificación, los materiales son menos propensos a los efectos de rotura El control de humidificación reduce las partículas de moscas y micro partículas. Los humidificadores que pueden rociar tienen un efecto de enfriamiento considerable,
Peso del producto
Calidad del hilo
Control de estática
Eficiencia en el hilado
Confort para los trabajadores
• El aire seco es la causa de una menor recuperación y esto da como resultado una calidad deficiente y una productividad menor.
• Las fibras / hilos que se mantienen en un área humidificada baja, generalmente son más débiles, más delgadas, más frágiles, menos elásticas, provocan rozaduras adicionales y, por lo tanto, son más propensas a la electricidad
• Los pesos textiles están estandarizados a 60% rH y 20 ° C. La baja humedad causa un menor peso del material y menores ganancias.
• Las contracciones de la tela son causadas por niveles bajos de humedad.
◆Sistema de humidificación por ASPERSIÓN: ◆El funcionamiento de este tipo de equipos consiste en una bomba de agua que la distribuye por los ductos, aumentando su presión, luego el agua es llevada hasta los aspersores que realizan el riego
◆Sistemas de humidificación por ATOMIZACIÓN: ◆Un pulverizador o atomizador es un utensilio que se emplea para producir una fina pulverización de un líquido, mediante una bomba manual.
◆Si Sis ste tem mas
de
humidificación por
HUMIDUCTO:
◆Es Este te
sistem sist ema a de humidificación es muy mu y par are ecid ido o o pa part rte e del sis iste tem ma de del aire por aspersión. humidificación del Contiene los ventiladores, y el chorro de agua, y su objetivo también es romper el agua en gotas pequeñas que atrapen al aire ai re,, con la dif ife ere renc ncia ia de que us usa a un ducto que es una caja de metal de forma de triángulo
◆Si Sist stem emas as de humidificación por AIRE LAVADO:
◆El aire lavado es un sistema de generación de confort similar a los sistemas de aire acondicionado, consis con sisten tente te en can canali alizar zar un vol volume umen n de aire a través de una cortina de agua para aumentar la humedad del mismo
No se permite la utilización de salas de máquinas para otros fines distintos a su propósito, ni la realización en ellas de trabajos ajenos a los propios de la instalación
LAYOUT DE UNA FABRICA TEXTIL
BANCO DE PREGUNTAS
PREGUNTA 1
Colocar Verdadero (V) o (F) según c orr esponda
1.
Un objetivo de un caldero es generar vapor para plantas de fuerza, procesos industriales y calefacción Verdadero 2. Las zonas mas importantes en el funcionamiento del caldero son la zona de tubos y el combustible Falso Justificación: las zonas mas importantes son dos: zona de tubos y zona de liberación de calor o cámara de combustión 3. En los calderos acuotubulares el agua se encuentra en el interior de las tuberías Verdadero
PREGUNTA 2
¿QUÉ ES UNA CENTRAL TÉRMICA? Se denomina centrales térmicas a las plantas generadoras que producen energía eléctrica a partir de la energía térmica, esto ocurre transformando la energía química de un combustible (gas, carbón o combustible) en energía eléctrica.
PREGUNTA 3
Complete con l as palabras correctas para los benefici os qu e da a la calidad de el hil o una correcta humidif icación: Calidad
del
hilo: Una correcta mantiene la y del hilo, mejorando la calidad del producto, con mayores márgenes de . También se reduce el porque disminuyen los enredos. Calidad del hilo: Una correcta humidificación mantiene la resistencia y elasticidad del hilo, mejorando la calidad del producto, con mayores márgenes de ganancia. También se reduce el desperdicio porque disminuyen los enredos.
PREGUNTA 4
Escriba La Aplicación De Vapor Que Corresponde A Cada Imagen
PREGUNTA 5 Enumere en que proc esos de la indust ria textil se ut iliza el vapor.
Humidificación Termofijado Tintorería Sistemas de climatización Preparación para el urdido Tejeduría
