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Día 5. Tarea 2. Solución Problema 1. Apartado 2. Examen 2012-2

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Día 5. Tarea 2. Solución Problema 1. Apartado 8. Examen 2012-2

8.

Potencia disipada: Parte del calor aportado por el combustible será empleado en la generación del vapor y otra parte se perderá (potencia disipada, potencia de pérdidas) .

Potencia del combustible:

b x PCI

( o bien nos dan el dato de la potencia del combustible, ya en Kcal/h o en kW, en este caso hay que operar bxPCI)

b = Consumo de combustible [Ud. de combustible/h]

PCI = Poder Calorífico Inferior del combustible [kcal/Ud. de combustible]

Potencia calorífica (la que se emplea en la generación de vapor )

Pv ( Hv-hfe)

( o bien nos dan el dato de la potencia calorífica, ya en Kcal/h o en kW, en este caso nos dan el dato en el enunciado)

Pv = Producción de vapor [kg/h]

Hv = Entalpía del vapor [kcal/kg] es decir la del vapor de salida, son datos que se toman de tablas o los da el enunciado)

hfe = Entalpía del fluido de entrada [kcal/kg] es decir , entalpía del agua de aportación a la caldera La potencia de pérdidas ( potencia disipada según el enunciado) será la diferencia de la potencia del

combustible menos la potencia calorífica.

En nuestro caso: .

b: 464 l/h ojo! Mejor pasarlo a kg/hora para que después se vayan los kg con los kg y nos quede Kcal/h unidad de potencia.

b: 464 l/h x 1 kg/l = 464 kg/h

PCI: 9700 kcal/kg

Potencia del combustible: bxPCI = 464 kg/h x 9700 kcal/kg, = 4500800 kcal/h vemos que las unidades nos quedan en Kcal/h ok, porque estamos calculando una potencia.

Potencia calorífica: 4.730.000 kcal/h

Potencia pérdidas: 4.500.800 kcal/h – 4.730.000 kcal/h : -229.200 kcal/h

En este apartado hay un error en el enunciado, la potencia del combustible no puede ser mayor que la potencia calorífica generada, las pérdidas deberían dar una cantidad positiva

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Día 5. Tarea 2. Solución Problema 1. Apartados 1 al 7. Examen 2012-2

1.

SEGUN REGLAMENTO, ITC-EP1. Artículo 3. Clasificación de las calderas.

Pms x VT = 8 bar x 27800 litros = 222400>15000(PIROTUBULAR) clase segunda

2.

EXPLICADO EN GRÁFICA--> CATEGORÍA IV

OJO!!!! EL CÁLCULO SEGÚN EL REGLAMENTO ANTIGUO SE REALIZA CON PS ( PRESIÓN MÁXIMA ADMISIBLE ) ES DECIR EN 9 BAR

3.

SEGÚN REGLAMENTO

4.

SEGÚN REGLAMENTO, PARA JSUTIFICAR LA RESPUESTA, NO ES VÁLIDO CONTESTAR SÍ O NO, UN EJEMPLO DE JUSTIFICACIÓN SERÍA: " SEGÚN EL REGLAMENTO DE EQUIPOS A PRESIÓN EN SU CAPÍTULO IV ARTÍCULO 13 APARTADO 3, LAS CALDERAS DE CLASE SEGUNDA DEBERÁN SER CONDUCIDAS POR PERSONAL CON CARNÉ DE OPERADOR DE CALDERAS"

5.

"SEGÚN EL ANEXO II Requisitos para la instalación y puesta en servicio de instalaciones. " APARTADO 4, Cuando sea necesario realizar la prueba hidrostática de resistencia indicada en el párrafo anterior, se efectuará a una presión de prueba que como mínimo será el valor más elevado de los dos siguientes: - La presión Pms de la instalación multiplicada por 1,43, o - La presión Pms de la instalación multiplicada por un factor que tenga en cuenta la mayor resistencia de los materiales a la temperatura de prueba respecto a la temperatura Tms y multiplicada así mismo por 1,25.No obstante lo anterior, en ningún caso podrá superarse la presión de prueba que corresponda a cada equipo a presión.

6.

SEGÚN CAPÍTULO II.- Instalación y puesta en servicio artículo, artículo 6 apartado 2. Condiciones de emplazamiento de las calderas, Las calderas deberán situarse en una sala o recinto, que cumpla los siguientes apartados: y en el apartado e) Deberá disponerse del Manual de funcionamiento de las calderas allí instaladas y de los procedimientos de actuación en caso de activación de las seguridades.

7.

APARTADO MUY IMPORTANTE !!! artículo 6 apartado 2. Condiciones de emplazamiento de las calderas

SEGÚN CAPÍTULO II.- Instalación y puesta en servicio artículo 6 apartado 2. Condiciones de emplazamiento de las calderas, Las calderas deberán situarse en una sala o recinto, que cumpla los siguientes apartados: y en el apartado b)

"S = Qt / 0,58; siendo S la sección neta de ventilación requerida, expresada en cm2 y Qt la potencia calorífica total instalada de los equipos de combustión o de la fuente de calor, expresada en kW.No se admitirán valores de S menores de 0,5 m2 para las salas con calderas de Clase segunda, ni menores de 0,1 m2 para las salas con calderas de Clase primera."

ES DECIR NECESITAMOS Qt potencia calorífica en kW: 4.730.000 kcal/h / 860 = 5500kW --> S= 5500/0,58 = 9.482,76 cm2 OJO!!!!! l asección está en cm2 y debemos compararlo con la sección mínima 0,5m2 en clase segunda, y 0,1m2 en clase primera, en nuestro caso es de clase segunda( 0,5m2 x__10000____cm2 = 5.000cm2 ) es decir 9.482,76 cm2 > 5.000cm2 CUMPLE, POR LO QUE LA SECCIÓN MÍNIMA ES 9.482, 76 CM2. 1 m2

Si en el cálculo S = Qt / 0,58 nos diese pro ejemplo 3.000cm2 la sección mínima sería 5.000cm2 en clase segunda, y 1.000cm2 en clase primera.

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Día 5. Tarea 2. Problema1. Apartados 1 al 7. Examen 2012-2

Dado o seguinte gráfico do Real decreto 769/1999.

Dado el siguiente grafico del Real decreto 769/1999.

Problema 1

Unha empresa decidiu instalar unha nova caldeira que funcione con biomasa e que substitúa outra existente de fuel. O xerador de vapor de biomasa situado na sala de caldeiras terá as seguintes características:

Una empresa ha decidido instalar una nueva caldera que funcione con biomasa y que sustituya a otra existente de fuel. El generador de vapor de biomasa ubicado en la sala de calderas tendrá las siguientes características:

Conteste ás seguintes cuestións, consonte os datos da caldeira:

Conteste a las siguientes cuestiones, según los datos de la caldera:

1. Indique a clasificación da caldeira consonte a ITC EP-1 (xustifique a resposta; en caso contrario non se puntuará). [1,00 puntos]

Indique la clasificación de la caldera según la ITC EP-1 (justifique la respuesta; en caso contrario no se puntuará). [1,00 puntos]

2. Indicar a categoría da caldeira consonte o Real decreto 769/1999, do 7 de maio (Directiva 97/23/CE), e xustifique a resposta (en caso contrario non se puntuará). Xúntase cadro 5 de avaliación da conformidade do anexo II do devandito real decreto, onde se clasifican os equipamentos a presión, segundo o seu volume en litros a súa PS (presión máxima admisible en bar). [1,00 puntos].

Indicar la categoría de la caldera según el Real decreto 769/1999, de 7 de mayo (Directiva 97/23/CE), y justifique la respuesta (en caso contrario no se puntuará). Se adjunta cuadro 5 de evaluación de la conformidad del anexo II del mencionado real decreto, en donde se clasifican los equipos a presión, según su volumen en litros y su PS (presión máxima admisible en bar). [1,00 puntos]

3. Cal debe ser a categoría da empresa instaladora habilitada que realice a modificación desta instalación? Xustifique a resposta; en caso contrario non se puntuará. [0,50 puntos]

¿Cuál debe ser la categoría de la empresa instaladora habilitada que realice la modificación de esta instalación? Justifique la respuesta; en caso contrario no se puntuará. [0,50 puntos]

4. Deberá esta nova caldeira ser conducida por un operador industrial de caldeiras? Xustifique a resposta; en caso contrario non se puntuará. [0,50 puntos].

¿Deberá esta nueva caldera ser conducida por un operador industrial de calderas? Justifique la respuesta; en caso contrario no se puntuará.

5. A que presión se realizará a proba hidrostática? Xustifique a resposta; en caso contrario non se puntuará. [0,50 puntos].

¿A qué presión se realizara la prueba hidrostática? Justifique la respuesta; en caso contrario no se puntuará. [0,50 puntos]

6. Segundo a ITC-EP-1, onde estarán dispoñibles o manual de funcionamento e os procedementos de actuación en caso de activación das seguridades da caldeira instalada? Xustifique a resposta; en caso contrario non se puntuará. [0,5 puntos].

Según la ITC-EP-1, ¿dónde estarán disponibles el manual de funcionamiento y los procedimientos de actuación en caso de activación de las seguridades de la caldera instalada? Justifique la respuesta; en caso contrario no se puntuará. [0,50 puntos]

7. Como operador de caldeiras, vostede debe asegurar o mantemento axeitado da ventilación para esta sala de caldeiras, que linda co exterior, para que esta se realice de forma natural.

Cal e a sección en metros cadrados? Xustifique a resposta; en caso contrario non se puntuará. [1,00 puntos]

Como operador de calderas, usted debe asegurar el mantenimiento de la sección adecuada de ventilación para esta sala de calderas, que linda con el exterior, para que ésta se realice de forma natural.

¿Cuál es la sección en metros cuadrados? Justifique la respuesta; en caso contrario no se puntuará. [1,00 puntos]

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Día 5. Tarea 1. Examen teórico. Examen 2012-2

Descarga de la página:

http://www.edu.xunta.gal/fp/exames-carnes

el examen teórico del año 2012-2, realízalo y comprueba las soluciones

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Día 5. Tarea 2. Solución Problema 1. Apartado 9. Examen 2012-2

9.

Rendimiento; Siempre será la potencia aportada al vapor (potencia calorífica) dividido entre la potencia del combustible. Varían los datos que nos den, en este caso hay que calcular la potencia aportada al vapor con los datos del enunciado y también la potencia generada por el combustible:

Datos:

Potencia calorífica:

Pv= incógnita del problema

Hv = 662,9kcal/kg

Hfe = el fluido de entrada es agua a 50ºC para el agua en estado líquido la entalpía en Kcal/kg y la temperatura “ coinciden” es decir la entalpía a 50ºC es 50 kcal/kg, esto no sucede en estado vapor de agua, por lo que Hfe= 50 kcal/kg

Potencia del combustible

b= 464 kg/h ( anterior caldera según el enunciado )

PCI= 9700 kcal/kg

Rendimiento = 85% ojo! En la fórmula no está multiplicado por 100, por lo que hay que usar 0,85.

Tenemos todos los datos excepto la producción de vapor:

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Día 4. Tarea 2. Solución Problema 1. Examen 2012

SOLUCIÓN:

En este caso se trata de calcular la energía (calor) que es necesario aplicar a agua líquida a 20ºC y producir vapor a 388K( 115ºC) ,

OJO!!! De 20ºC a 115ºC hay un cambio de estado, no podemos aplicar la fórmula Q = m · Cp .( Tinicial – Tfinal)

Hay que resolver el problema por tramos, de 20ºC a 100ºC estado líquido, vaporización de agua a 100ºC , y de 100ºC estado vapor a 115ºC .

El calor que se invierte en aumentar la temperatura se llama calor sensible y se corresponde con la fórmula:

Q = m · Cp .( Tinicial – Tfinal)

El calor que se invierte en el cambio de estado se llama calor latente y se corresponde con la fórmula:

Q = m · Lvap

Lvap es el calor latente de vaporización

TRAMO DE 20ºC a 100ºC:

magua= 50kg = 50.000 g lo pasamos a gramos para igualar las unidades al Cp

Q1 = m · Cp .( Tinicial – Tfinal) = 50.000g · 4,18 J/gºC ·(100ºC – 20ºC) = 16.720.000 J

EVAPORACIÓN A 100ºC

Calor de ebulición da auga: 535 cal/g.

Q2 = 50.000g · 535 cal/g = 26.750.000 cal/g , pasamos a Julios: 1 cal = 4,18 J
111.815.000 J

Vemos que el calor necesario para evaporar el agua es muy elevado, no nos podemos olvidar de él !!!!!!!

dicho vulgarmente, cuesta más evaporar el agua que elevar su temperatura de 20 a 80ºC.

TRAMO DE 100ºC a 115ºC:

En el estado vapor el valor de Cp cambia:

Calor específico del vapor a presión constante: 500 cal/(kg ºC).

Q3 = m · Cp .( Tinicial – Tfinal) = 50kg · 500 cal J/kgºC ·(115ºC – 100ºC) = 375.000 cal

lo pasamos a julios para tener las mismas unidades : 375.000 cal · 4,18 J/1 cal = 1.567.500 J

Por lo que la energía total será:

QTOTAL = Q1+Q2+Q3 = 16.720.000 J + 111.815.000 J + 1.567.500 J = 130.102.500 J

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Día 4. Tarea 1. Examen teórico. Examen 2012

Descarga de la página:

http://www.edu.xunta.gal/fp/exames-carnes

el examen teórico del año 2012, realízalo y comprueba las soluciones

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Día 4. Tarea 3. Solución Problema 2. Examen 2012

1.

Pabs = Prel + Patm = 4 bar + 1 bar = 5 bar = 500.000 Pa

2.

Pabs = Prel + Patm = 4 bar + 1 bar = 5 bar = 3800 mmHg

3.

Prel = 4 bar = 40 m.c.a

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Día 4. Tarea 3. Problema 2. Examen 2012

Nun circuíto, a agulla do seguinte manómetro na escala de bares alcanza o valor 4.

En un circuito, la aguja del siguiente manómetro en la escala de bares alcanza el valor 4.

1. A lectura manométrica dos 4 bares, a cantos pascais absolutos equivale? [1 punto]

La lectura manométrica de los 4 bares, ¿a cuántos pascales absolutos equivale?

2. A lectura manométrica dos 4 bares, a cantos mm Hg absolutos equivale? [1 punto]

La lectura manométrica de los 4 bares, ¿a cuántos mm Hg absolutos equivale?

3. A lectura manométrica dos 4 bares, a cantos m c.a. relativos equivale? [0,5 puntos]

La lectura manométrica de los 4 bares, ¿a cuántos m c.a. relativos equivale?

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Día 4. Tarea 2. Problema 1. Examen 2012

Calcular a enerxía necesaria para producir 50 kg de vapor de auga a 388 K, partindo de auga en estado líquido a 20 ºC.

Datos:

Calor específica da auga líquida: 4,18 J/(g ºC).

Calor de ebulición da auga: 535 cal/g.

Calor específica do vapor a presión constante: 500 cal/(kg ºC).

Calcular la energía necesaria para producir 50 kg de vapor de agua a 388 K, partiendo de agua en estado líquido a 20 ºC.

Datos:

Calor específico del agua líquida: 4,18 J/(g ºC).

Calor de ebullición del agua: 535 cal/g.

Calor específico del vapor a presión constante: 500 cal/(kg ºC).

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Día 4. Tarea 4. Problema 3. Examen 2012

Determine as seguintes equivalencias:

Determine las siguientes equivalencias:

1. 383 ºK =_____ºC.

2. 232 ºF= ______ºC.

3. 1m3 / min = _____dm3 / h.

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Día 4. Tarea 4. Solución Problema 3. Examen 2012

1. 383 ºK =____110__ºC.

2. 232 ºF= __111,11____ºC.

3. 1m3 / min = __60.000 ____dm3 / h.

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Día 3. Tarea 2. Solución Problema 1. Examen 2011

1.

SEGUN REGLAMENTO, ITC-EP1

Artículo 3. Clasificación de las calderas.

Pms x VT = 10 bar x 7100litros = 71000 clase segunda

2.

Según Artículo 13. de la ITC-EPI: Operadores de calderas.

apartado 3. Carné de Operador Industrial de calderas.

Las calderas de la clase segunda, de vapor o de agua sobrecalentada deberán ser conducidas por personal con carné de Operador industrial de calderas

3.

Pabs= Prel + Patm = 10 kg/cm2 + 1 kg/cm2 = 11 kg/cm2

Prel= 10kg/cm2 x 100kPa/1bar = 1000 kPa

nota: 1 kg/cm2 = 1bar=100.000Pa = 100kPa

4.

Según tema 2: GENERALIDADES SOBRE CALDERAS, TABLA PÁGINA 31: COLUMNA ALARMAS ACÚSTICAS

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Día 3. Tarea 2. Problema 2. Examen 2011

Nunha caldeira coas seguintes características.

– Volume de auga: 7,1 m3

– Produción de vapor: 3,2 ton/h

– Presión de servizo: 10 kg/cm2

– Temperatura de alimentación de auga: 60ºC.

– Vixilancia indirecta.

– Combustible gasoso con ventilador.

– Caldeira automática con expediente de control de calidade.

En una caldera con las siguintes características.

– Volumen de agua: 7,1 m3

– Producción de vapor: 3,2 ton/h

– Presión de servicio: 10 kg/cm2

– Temperatura de alimentación de agua: 60ºC

– Vigilancia indirecta.

– Combustible gaseoso con ventilador.

– Caldera automática con expediente de control de calidad.

1. Indique a categoría da caldeira segundo a súa potencia.

Indique la categoría de la caldera según su potencia.

2. Explique se se necesita carné de operador industrial de caldeiras para realizar o mantemento e a supervisión desta caldeira.

Explique si se necesita carnet de operador industrial de calderas para realizar el mantenimiento y la supervisión de esta caldera.

3. Exprese a presión absoluta da caldeira en kg/cm2 e a presión relativa en bar e en kPa.

Exprese la presión absoluta de la caldera en kg/cm2 y la presión relativa en bar y en kPa.

4. Indique catro motivos polos que se activará o sinal acústico desta caldeira.

Indique cuatro motivos por los que se activará la señal acustica de esta caldera

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Día 3. Tarea 3. Solución Problema 3. Examen 2011

Magnitud Unidad Símbolo

Tempo Segundos s

Presión Pascales Pa

Forza Newton N

Velocidade Metros por segundo m/s

Aceleración Metros por segundo al cuadrado m/s2

Enerxía Julios J

Potencia Watios W

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Día 3. Tarea 3. Problema 3. Examen 2011

Escriba en unidades do sistema internacional (S.I.) as seguintes magnitudes físicas e o seu símbolo correspondente:

Escriba en unidades del sistema internacional (S.I.) las siguientes magnitudes físicas y su símbolo correspondiente.