Análisis del diseño, construcción y evaluación de un caldero pirotubular con fines académicos en la Escuela Académica Profesional de Ingeniería en Energía

Abstract

En la carrera de Ingeniería en Energía, si bien los conocimiento térmicos teóricos son de buen nivel académico, presenta problemas para el desarrollo de las prácticas en ciertas asignaturas, debido a que la implementación del laboratorio de termofluidos es limitado, concentrándose en la parte teórica y se aleja del análisis técnico y tecnológicos de los problemas que puedan tener las industrias de una u otra manera. El presente proyecto denominado diseño, construcción y evaluación de un caldero tipo pirotubular será utilizado con fines académicos en los laboratorios de procesos térmicos, en la Escuela Académica Profesional de Ingeniería en Energía. Se desarrollaron en tres etapas: etapa de diseño se planteó una potencia de 6 BHP y una presión máxima permisible de 6 bar, etapa de construcción, con el asesoramiento de un especialista en máquinas herramientas, quien se encargó del maquinado y armado de los componentes de la caldera, el cual se desarrolló en su totalidad en un taller de mecánica estructural, finalmente en la etapa de evaluación se realizaron dos pruebas una posterior al armado luego de realizarse las pruebas según norma ASME, y la otra fue una prueba efectiva con control de los parámetros para el cálculo del rendimiento térmico. En el diseño se determinó los componentes del caldero pirotubular que consiste: 26 tubos de humo de DN 1” Sch 40 con una longitud de 0.90 m y con arreglo triangular, 1 tubo del hogar o cámara de combustión de DN 4” Sch 40 con longitud de 1.12 m (longitud efectiva de transferencia 0.90 m), 2 espejos laterales con 26 agujeros de DN 2” y 1 agujero de DN 4” y diámetros interno 0.4572 m, cuerpo de la caldera plancha de acero al carbono ASTM A-36 cuyas dimensiones son DI 457.2 mm y Longitud 1082.7 mm. Además se calculó el volumen de agua requerido para la caldera de 80.71 litros de agua. En la construcción del caldero pirotubular, en un taller de estructuras metálicas, que cuenta con todos las máquinas y equipos requeridos (torno, fresa máquinas de soldar, esmeriladora, etc.) y realizo por personal especializado en el área. Al equipo terminado se realizaron las pruebas requeridas según norma ASME para la construcción de calderas.