Calderas

James Watt observó que se podía utilizar el vapor como una fuerza que podría reemplazar la fuerza animal y manual, así fue como se fue desarrollando la caldera, hasta llegar a las que se tienen en las industrias de la actualidad.

Una caldera está diseñada para generar vapor, el cual es generado a través de una transferencia de calor a presión constante, en el cual, el fluido, que originalmente era liquido se calienta y cambia de fase. Además, es un recipiente de presión, por lo que es construida con acero laminado, semejante a muchos contenedores de gas.

Una caldera es muy utilizada en la industria, debido a las muchas aplicaciones que tiene el vapor, en especial el de agua. Como por ejemplo para calentar fluidos y mejorar su fluidez en la industria petrolera, para generar electricidad a través de un ciclo de Rankine. Las calderas forman parte fundamentales de las centrales termoeléctricas.

No se debe confundir una caldera con un generador de vapor, ya que el último genera vapor sobrecalentado.

Esquema de una Caldera:

En  este dispositivo podemos asumir que:

Ps=Pe   Ts>Te    Ts=Te

∆EP=mg(z_s-z_e)= 0

∆EC=0.5mg(V_s²-V_e²)= 0

W= 0 à No hay trabajo

Pero si hay calor (Q) por lo que podemos concluir que la primera ley de la termodinámica para las calderas está dada por:

ṁ_eh_e + Q^°_CALDERA = ṁ_Sh_s

Aplicando conservación de masa tenemos que ṁ_e = ṁ_S

Por lo que

h_e + Q^°_CALDERA = h_s

A continuación un video de una caldera

Para terminar, algunos links para el diseño, la fabricación, operación y mantenimiento de la caldera:

http://es.scribd.com/doc/17302256/DISENO-DE-CALDERAS
http://www.industrial-lima.com.pe/web/index.php?option=com_content&view=article&id=86:mantenimiento-caldera&catid=44