Máquina de vapor y caldera industrial: funcionamiento, componentes y seguridad
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Máquina de vapor: funcionamiento
La máquina de vapor transforma la energía calórica de una determinada cantidad de agua en energía mecánica. Para continuar con el ciclo de funcionamiento de la máquina de vapor, este proceso se genera calentando agua en una caldera, la cual está cerrada herméticamente.
El vapor comienza a expandirse a medida que aumenta su temperatura, generando presión que empuja un pistón. Este pistón inicia un movimiento lineal que, a través de un sistema de biela-manivela, se transforma en un movimiento circular, capaz de mover las ruedas de un ferrocarril o el rotor de un generador de energía eléctrica.
Para controlar la potencia que la máquina de vapor entrega se utilizan válvulas que regulan el flujo de vapor que hace mover al pistón, evitando así excesos de presión y permitiendo el control de la potencia aplicada.
Componentes principales
- Caldera – Donde el agua se transforma en vapor.
- Válvula de entrada – Donde ingresa el vapor a la máquina, regulando la cantidad de vapor que circula por el sistema.
- Cilindro – Contiene el pistón y dispone de dos tubos para la entrada y salida del vapor.
- Sistema biela-manivela – Permite transformar el movimiento lineal del pistón en un movimiento circular.
- Pistón – Sobre su cabeza se ejerce la presión del vapor, y su movimiento está conectado al sistema de biela-manivela.
¿Cómo funciona la caldera industrial?
Las calderas industriales son recipientes que contienen agua y que generan calor con la ayuda de una fuente de combustible. Luego, el vapor producido se transfiere a varias tuberías que se conectan a diferentes equipos industriales. El funcionamiento de las calderas no es tan complejo como podría pensarse.
La fuente de calor y los contenedores de agua se colocan en distintos compartimentos. Varillas de metal conectadas al recipiente de agua se calientan y ayudan en la producción de vapor, que se recoge en un domo para condensarlo antes de liberarlo de la caldera. Esto aumenta la presión y la energía producida ayuda a impulsar los procesos de producción.
Seguridad y control
Por razones de seguridad, las calderas cuentan con válvulas de seguridad para garantizar que ningún percance haga que el sistema sea peligroso debido al aumento de la presión.
En este tipo de caldera, el fluido se encuentra en el recipiente y es atravesado por tubos por donde circulan los humos generados por la combustión de la caldera.