Cálculo del modelo energético de una caldera

(6ª PARTE de Modelización de sistemas energéticos en detalle)

El modelo energético de una caldera

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Los modelos dinámicos de una caldera describen el comportamiento transitorio del equipo. En consecuencia, estos modelos necesitan capturar con exactitud datos del proceso de combustión y el intercambio de energía que ocurre en el interior de la cámara de combustión. Estos modelos solamente se consideran en los casos más complejos.

Calculador de la eficiencia en la recuperación de calor en sistemas de ventilación y aire acondicionado

Intercambiadores de calor rotativos y de flujo cruzado

Las unidades de recuperación de calor usadas en sistemas de ventilación y aire acondicionado se basan en algunos principios comunes:

·         Aire de retorno.

·         Intercambiadores de calor rotatorios.

·         Intercambiadores aire-fluido-aire

Modelización de los sistemas energéticos vistos en detalle (5ª PARTE)

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COMPONENTES DEL SISTEMA PRIMARIO

Los sistemas HVAC primaria consumen energía y transmiten calor y frío al edificio, usualmente a través de sistemas secundarios. Los equipos primarios generalmente incluyen enfriadoras, calderas, torres de refrigeración, equipos de cogeneración y equipos de almacenamiento térmico a nivel de planta.

Modelización de los sistemas energéticos vista en detalle (4ª PARTE)

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MÉTODOS PARA ESTIMAR Y MODELAR LA ENERGÍA

Los métodos para estimar y modelar la energía son particularmente apropiados para describir las condiciones de los fluidos cuando se conocen las características de diseño del equipo. Asimismo, este modelo requiere solamente un único parámetro para describir las características del intercambiador: el coeficiente de transferencia total UA, que puede ser determinado a partir de los datos de rendimiento de diseño limitado.

El problema del tráfico de residuos peligrosos hacia los países pobres

A nivel global, los residuos se generan mayoritariamente por el mundo desarrollado, pero su impacto no queda solamente en las regiones productoras. Los costes del reciclaje no son suficientemente asumidos por la población que los produce y menos aún se está dispuesto a convivir con residuos cuando estos se encuadran en los epígrafes de mayor peligrosidad.

Modelización de los sistemas energéticos vista en detalle (3ª PARTE)

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TRANSFERENCIA DE CALOR DESDE EL SUELO

El rendimiento térmico desde las cimentaciones del edificio ha sido en gran medida ignorado. Sin embargo, a comienzos de los años 70 se estimó que el 10 % de la energía usada en las casas de Estados Unidos se atribuía a la transferencia de calor a través de sus cimentaciones. Desde entonces, el rendimiento térmico de los elementos del edificio por encima del nivel del suelo ha mejorado significativamente, por lo que la contribución del calor desde el suelo representa un porcentaje superior. Un estudio llevado a cabo en 1983 estimó que la transferencia de calor desde unas cimentaciones no aisladas en Ohio, podía representar hasta el 67 % de la carga térmica de la envolvente del edificio.

La modelización de sistemas energéticos vista en detalle (2ª PARTE)

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ELIGIENDO UN MÉTODO DE ANÁLISIS

El paso más importante para seleccionar un método de análisis de energía es acoplar las capacidades del método con los requerimientos del proyecto. El método debe ser capaz de evaluar todas las opciones de diseño con suficiente exactitud para tomar las decisiones correctas. Se aplican generalmente los siguientes factores:

La modelización de sistemas energéticos vista en detalle (I)

El diseño de instalaciones energéticas se ha vuelto sencillo en los últimos años por la profusión de herramientas que ayudan al proyectista. El cálculo fácil de proyectos complejos es hoy en día una realidad. Pero cuando es necesario desviarse del diseño convencional comienzan los problemas y aparecen fallos o rendimientos no esperados. El conocimiento de los métodos para estimar el uso de la energía resulta vital para entender los modelos que nos permiten entender los sistemas energéticos y en consecuencia optimizar los diseños. Estos métodos son especialmente interesantes para establecer las líneas generales y calcular los ahorros que podemos conseguir reacondicionando instalaciones existentes.

Aprendiendo a diseñar tuberías de forma eficiente (4ª PARTE)

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E)    TUBERÍAS DE VAPOR DE ALTA PRESIÓN

Muchos sistemas de vapor en grandes edificios industriales usan una alta presión de vapor (100 a 1000 kPa). Estos sistemas usualmente tienen calentadores de unidad o grandes ventiladores con serpentines de calentamiento por ráfagas.. Las altas temperaturas están controladas por una válvula termostática de estrangulación o por una trampilla en bypass controlada por la temperatura del aire de la habitación, entrada del ventilador o salida del ventilador.

Aprendiendo a diseñar tuberías de forma eficiente (3ª PARTE)

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A)    TUBERÍAS DE AGUA DE SERVICIO

El dimensionado de las tuberías de agua de servicio difiere del tamaño de las líneas de proceso en que el caudal del diseño en la tubería de agua de servicio se determina por la probabilidad de operación simultánea de una multiplicidad de cargas individuales tales como inodoros, urinarios, duchas, etc. Las características de caudal de cada dispositivo de carga se obtienen de los fabricantes; sin embargo, las tuberías de agua de servicio diseñadas para manejar todos los dispositivos de carga simultáneamente deben sobredimensionarse seriamente. Por ello, un asunto principal en dimensionar todos los dispositivos simultáneamente deben ser seriamente sobredimensionados. Así, un asunto principal en dimensionar tuberías de agua de servicio es determinar la diversidad de las cargas.

Aprendiendo a diseñar tuberías de forma eficiente (2ª PARTE)

Ver 1ª PARTE

A)    TUBERÍAS DE AGUA

Limitaciones de caudal

El ruido, la erosión y los costes de instalación y operación todos limitan las velocidades máximas y mínimas en el sistema de tuberías. Si el tamaño de tuberías es demasiado pequeño, los niveles de ruido, niveles de erosión, y costes de bombeo pueden ser menos favorables; si el tamaño de las tuberías es demasiado grande, los costes de instalación son excesivos. Por lo tanto, los tamaños de tuberías deben ser elegidos para minimizar los costes mientras se evitan los efectos no deseables de las altas velocidades.

Aprendiendo a diseñar tuberías de forma eficiente (1ª PARTE)

El cálculo de tuberías es algo que muchas veces se obvia en las instalaciones, y en otras ocasiones se recurre a programas de cálculo estandarizados que dan buenas aproximaciones pero limitadas a aplicaciones muy concretas. También podemos utilizar las ecuaciones que describimos en nuestra selección de calculadores (ver aquí).

Estudiando la corrosión a altas temperaturas (2ª PARTE)

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Sulfuración

La sulfuración es un mecanismo de fallo a la corrosión de alta temperatura. Como su nombre implica, está relacionado con la presencia de contaminación por compuestos de azufre. Cuando examinamos esta forma de daño microscópicamente, a menudo se ve un “frente” de sulfuración para penetrar en la aleación afectada. También es posible un ataque de tipo picadura. También puede hacerse una distinción entre sulfuración en ambientes gaseosos y corrosión en la presencia de depósitos de sal en superficies.

Estudiando la corrosión a altas temperaturas (1ª PARTE)

(Ver también Entendiendo la corrosión en detalle y sus efectos y nuestras soluciones de Diseño de máquinas para ambientes extremos).

EL PROBLEMA DE LA CORROSIÓN EN GRIETAS 

Estudiando la corrosión a altas temperaturas 

La corrosión a altas temperaturas es una forma de corrosión que no requiere la presencia de un electrolito líquido. En la mayor parte de los ambientes industriales, la oxidación a menudo participa en las reacciones de corrosión a alta temperatura, independientemente del modo predominante de corrosión. Las aleaciones a menudo dependen de la reacción de oxidación para desarrollar una capa protectora que resista los ataques de corrosión tales como sulfuración, carburización y otras formas de ataque a altas temperaturas. En general, los nombres del mecanismo de corrosión vienen determinados por los productos de corrosión dominantes más abundantes. Por ejemplo, la oxidación implica óxido, la sulfuración implica sulfuros, etc.

Entendiendo la corrosión en detalle y sus efectos (7ª PARTE)

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La corrosión en grietas, similar a las picaduras, es una forma de corrosión que tiene lugar en áreas /ambientes que son distintivamente diferentes de condiciones materiales ambientales. Tales ambientes localizados incluyen uniones metal – a – metal, uniones metal – a – no metales tales como juntas, apantallamiento por productos de corrosión y depósitos de fouling.

Entendiendo la corrosión en detalle y sus efectos (6ª PARTE) PICADURAS

 Ver 5ª PARTE

MECANISMOS Y TEORÍA DE LA CORROSIÓN POR PICADURAS 

Nucleación y crecimiento

La teoría moderna de las picaduras presupone la formación de una picadura en un área pequeña de una superficie metálica que sufre una descomposición en pasividad. Esto es conocido como la etapa de nucleación de picaduras. La descomposición del film pasivo es seguida por la formación de una célula electrolítica, que lleva al crecimiento y propagación de una picadura más que extenderse a lo largo de toda la superficie.

El desafío del reciclaje de las baterías de litio

El incremento en el precio del petróleo, la demanda por vehículos urbanos, las mega ciudades y el nuevo enfoque del transporte sostenible ha propiciado una tendencia hacia la electrificación en automoción tales como vehículos híbridos (EVs). Las estimaciones sugieren que en 2020, EVs supondrán el 7 % del mercado de transporte global. Sin embargo, existen preocupaciones relativas al suministro de elementos críticos necesarios para las baterías de estos vehículos. Hay amenaza relativa a la disponibilidad de litio necesario para la producción de estas baterías. Esta amenaza ha hecho cambiar el enfoque para asegurar el suministro continuo de materiales pensando en la reutilización y el reciclaje de las baterías. Con más del 70 % de EVs probablemente introducidos en 2015 con ión-litio (Li-ion) basado en la química de las baterías, el reciclaje del litio ha llegado a ser un tópico crucial en la industria de automoción.

Aislamiento térmico efectivo de tuberías de gas natural con espumas

La necesidad creciente de encontrar soluciones de aislamiento térmico para los equipos de proceso lleva a probar nuevas soluciones eficientes que asimismo faciliten su aplicación. En ese sentido, Basotect de espumas de BASF se ha usado por primera vez para aislar tuberías de gas natural licuado en un terminal en Gwangyang, Corea.

Entendiendo en detalle la corrosión y sus efectos (5ª PARTE) Corrosión Galvánica

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CORROSIÓN GALVÁNICA

Cuando dos metales o aleaciones disimilares de diferentes posiciones de series electromotrices están en contacto cada uno con un electrolito, se forma un par galvánico que da como resultado la corrosión de uno de los metales, conocido como el ánodo de la pareja. En otras palabras, la corrosión galvánica no afecta al cátodo, que se conoce como metal noble. Esta forma de ataque corrosiva se conoce como corrosión galvánica ya que todo el sistema se comporta como una célula galvánica. La corrosión galvánica también tiene lugar dentro del mismo grupo de metales debido a imperfecciones o heterogeneidades en las superficies del metal o debido a variaciones químicas. Para que tenga lugar la corrosión galvánica se requieren cuatro componentes esenciales: ánodo, cátodo, electrolito, y trayectoria metálica entre el ánodo y cátodo, que completa el circuito.

Sensor de presión diferencial mide hasta 138 bares (2.000 psi)

American Sensor Technologies, Inc. Ofrece el AST5400 wet/wet differential pressure sensor para medir presiones de línea hasta 2.000 psi con un ratio de cobertura de 15:1. El sensor efectivo en costes lleva las características de los sensores de presión diferencial al mercado de la industria de procesos a un precio económico. El AST5400 differentical pressure sensor puede usarse para medir la presión diferencial a través de un filtro, controlar el nivel en un tanque sellado o venteado, o calcular el caudal a través del orificio de una placa.

Mejoras en la eficiencia energética reacondicionando hidrotratadores de destilado

La conservación de la energía requiere análisis complejos en las unidades existentes, pero obtener beneficios es posible. En ese sentido, Los hidrotratadores de destilado son grandes consumidores de energía, sobre todo porque conforme aumentan las especificaciones de contenido de energía, los refinadores deben incrementar el uso de energía para propósitos de hidrotratamiento.

Automatización del bombeo de agua con sistemas de control distribuido (DCS)

Dedicamos un nuevo artículo a los sistemas de bombeo, equipos de gran consumo energético que condicionan la rentabilidad de muchos negocios. En esta ocasión nos centramos en las opciones que los sistemas DCS tienen en este tipo de instalaciones.

Guía técnica para capturar datos en procesos industriales (5ª PARTE)

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2) Sensores y transductores

Un transductor es un dispositivo que convierte una forma de energía o cantidad física en otra, de acuerdo con una relación definida. Un transductor es el elemento sensor que responde directamente a la cantidad física que será medida y forma parte de un sistema de instrumentación o control, por ello el transductor a menudo es referido como un sensor.

Excelente herramienta para comparar los costes de los combustibles

En muchas ocasiones los gestores de procesos industriales o edificios de gran consumo se preguntan cuál es el combustible más apropiado para su aplicación. Normalmente esta pregunta se plantea buscando una mejor competitividad en costes.

Guía técnica para capturar datos en procesos industriales (4ª PARTE)

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B)      SEÑALES ANALÓGICAS Y DIGITALES

1)      Clasificación de las señales

En el mundo real, los fenómenos físicos, tales como temperatura y presión, varían de acuerdo con las leyes de la naturaleza y exhiben propiedades que varían continuamente en el tiempo; esto es que todas las señales varían con el tiempo analógico.

Guía técnica para capturar datos en procesos industriales (3ª PARTE)

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A)     CONFIGURACIÓN DEL SISTEMA DE CONTROL Y ADQUISICIÓN DE DATOS

En muchas aplicaciones, y especialmente para el control de procesos y adquisición de datos, la potencia y flexibilidad del PC, permite que los sistemas DAQ sean configurados de numerosas formas, cada una con sus propias ventajas. La clave al uso efectivo del PC es el acoplamiento cuidadoso de los requerimientos específicos de la aplicación de adquisición de datos al hardware y software disponibles.

Guía técnica para capturar datos en procesos industriales (2ª PARTE)

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4)      Hardware de adquisición de datos.

El hardware DAQ se define como los componentes de un sistema de adquisición y control de datos, que realizan alguna de las siguientes funciones:

Guía técnica para capturar datos en procesos industriales (1ª PARTE)

Podríamos decir que los procesos industriales son agregaciones de máquinas que realizan movimientos, transformaciones químicas, hacen circular fluidos y transfieren de calor. Pero la naturaleza dinámica de los procesos hace que sean muchas las variables que influyen en el proceso, variables que cambian de valor continuamente, y generan ineficiencias. Hemos hablado muchas veces de las ineficiencias que cada equipo individual va acumulando con el uso a lo largo del tiempo pero más problemático aún es la pérdida de rendimiento que acontece como consecuencia de las interacciones de las máquinas entre sí. Decimos más problemático porque estas ineficiencias son difíciles de detectar.

Presentamos Todoproductividad.com

El diseño optimizado de Procesos Industriales e Instalaciones Energéticas se complica hoy en día porque las exigencias de la competitividad actual ponen a prueba cualquier actividad empresarial desde el momento que empieza a crecer. La Relación entre Ingresos y Gastos no son fáciles de controlar en los procesos complejos y se pierde rentabilidad rápidamente.