Ingeniería.: Universidad Nacional de Misiones

ASIGNATURA: CONSTRUCCIONES E
INSTALACIONES INDUSTRIALES
Universidad Nacional de Misiones
Carrera: Ing. Industrial – Cód. IN539

Curso: 5to Año
Modalidad: Presencial – 1º Cuatrimestre
CICLO LECTIVO: 2023
Equipo Docente: Prof. Resp: Ing. Raúl Roberto Burtnik
Prof: Ing. Erardo Schmidt
Integrante: Mgter Ing Cristian Meinl
Contexto de la actividad: Con el argumento de movilizar, integrar, y aplicar los tres tipos de
saberes, esta actividad se desarrollará en forma paralela y coordinada con las actividades
teóricas, en conformidad con la planificación de la asignatura. Esta actividad tiene como
objetivo central, el aprendizaje de recursos basado en la resolución de problemas de
ingeniería.
Competencias a formar:
A continuación, se transcriben las competencias que se espera alcancen las/los estudiantes con esta actividad.
Se resalta en cursiva y subrayado, los mayores aportes a las competencias, y con ellos al final se define el
resultado de aprendizaje de esta actividad (RA 1):
Competencias específicas:
CE1.2. Diseñar, proyectar, especificar, modelar y planificar las instalaciones requeridas para la producción,
distribución y comercialización de productos (bienes y servicios).
Competencias genéricas tecnológicas:

CG1. Identificar, formular y resolver problemas de ingeniería
Competencias Genéricas Sociales, Políticas y Actitudinales

CG6. Desempeñarse de manera efectiva en equipos de trabajo
CG7. Comunicarse con efectividad
CG8. Actuar con ética, responsabilidad profesional y compromiso social, considerando el impacto económico,
social y ambiental de su actividad en el contexto local y global
CG9. Aprender en forma continua y autónoma
Año lectivo: 2023 Fecha Dictado: 13/03/2023 Fecha entrega: 26/03/2022

Juan Manuel de Rosas 325 Tel/Fax 03755-422 179 –422170 www.fiobera.unam.edu.ar. E-mail :postgrado@fiobera.unam.edu.ar
Oberá Misiones CP 3360
RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS DE INGENIERÍA

TEMA: PRINCIPIOS BÁSICOS DE LA INGENIERÍA DEL VAPOR
RESULTADO DE APRENDIZAJE DE LA ACTIVIDAD:
RA 2: [Evaluar] [Instalaciones de vapor], [con el fin de establecer: equipos, cañerías, y accesorios básicos que
garanticen el suministro seguro y eficiente del vapor y retorno de condensado], [teniendo en cuenta la demanda
de energía térmica y tipo de operación, valorando e informando los procedimientos y resultados de manera
escrita, trabajando en forma autónoma como en equipo].
BIBLIOGRAFÍA A CONSULTAR:
 CENTRALES ELECTRICAS, F.T. MORSE Cap.: 10
 GENERACIÓN DE VAPOR, Marcelo Mesny Caps.: IV, V, VI, VII, VIII, IX, X, XI, XII, y XIII.
 https://www.spiraxsarco.com/learn-about-steam
PROBLEMA N° 1
a) Por una cañería de distribución bien aislada, circula vapor procedente de una caldera industrial
cuya presión de trabajo es 10 Bares_g. Sabiendo de antemano que toda caldera industrial
produce vapor saturado, analice si con la información que se tiene es suficiente para conocer el
estado del vapor.
b) Si sobre la cañería se practica un sangrado que deja pasar una pequeña cantidad de vapor a
través de una válvula que reduce la presión hasta la atmosférica midiéndose en el calorímetro
una temperatura de 105 ºC determine gráfica y analíticamente el: Título, la entalpía y el volumen
específico del vapor que circula por la cañería principal; suponiendo nula la transferencia de calor.
c) Hacer un esquema de la instalación del calorímetro.
PROBLEMA Nº 2:
Por un sistema de trampeo se descargan de un intercambiador de calor, 780 kgr/hr de condensado,
ingresando luego a un tanque flash. Mediante un pirómetro infrarrojo se mide la temperatura del
condensado antes del sistema de trampeo, acusando una lectura de 170 ºC. Un manómetro instalado
a la entrada del intercambiador indica 8 bares_g, mientras que en el tanque flash la presión es de 1
bar_g. La presión y la temperatura atmosférica son de 100 kPa y 27 ºC respectivamente. Calcular en
unidades del SI:
a) El calor transferido en el intercambiador. ¿Qué tipo de calor intercambia el vapor?
b) La masa de vapor flash que sale del tanque flash
c) La masa de líquido que se descarga por el fondo del tanque flash
d) La energía disponible (Exergía) por hora del vapor y el condensado a la entrada y a la salida del
intercambiador; respectivamente.
e) La energía disponible por hora que puede aprovecharse del vapor flash.
f) Rendimiento exergético del proceso de intercambio.
Problema N°: 3
Un proceso industrial utiliza en régimen 3.6 tn/h vapor saturado seco a una presión de 6 kg/cm2_g
suministrada por una caldera que trabaja a una presión de 10 kg/cm2_g. El condensado ni bien
formado, es descargado por un sistema de trampeo a un sistema de cañería para su retorno al tanque
de agua de alimentación (TAA) de la caldera. Dicho tanque, se encuentra ubicado a una altura de 5
mts con relación a la trampa y a la bomba de alimentación y a presión atmosférica gracias a un venteo.
a. Realizar un esquema simplificado de la instalación de vapor. ¿A qué tipo de instalación alude
este sistema?
b. Esquematizar en un diagrama h-s, el ciclo térmico que realiza el agua y el vapor.
c. Calcular la energía térmica que demanda el proceso, en kCal/hr y en kW.
d. Suponiendo nula la pérdida de calor y las pérdidas de carga en la tubería de retorno de
condensado, calcule la pérdida de vapor flash (revaporizado) que sale por el venteo del TAA de
la caldera.
e. Estime la temperatura del agua que queda en el tanque alimentación, si el agua de reposición
está a 20 ºC.
Problema N°: 4
La instalación que se representa en la figura, consta de un intercambiador de calor destinado a
calentar un flujo de 450 m3/min de aire de 20 a 120 ºC para un proceso de secado. El aire es forzado
hacia el intercambiador gracias a un ventilador. El equipo se alimenta con vapor saturado a 6 bares
g. El condensado ni bien formado es descargado por un sistema de trampeo a un tanque de trasvase
que se encuentra a presión atmosférica (No indicado en la figura).
Luego, el condensado recuperado es bombeado al tanque de agua de alimentación de caldera.
Calcular:
a) La demanda de vapor [kg/hr], asumiendo una pérdida de calor con los alrededores del 4%.
b) Cantidad de revaporizado que sale por el venteo del tanque de trasvase.
c) La superficie del intercambiador de calor, asumiendo que el coeficiente global de transferencia
de calor vale 50 kCal/m2.hr.°C. (Intercambiador de flujo cruzado con un fluido mezclado y el otro
sin mezclar)
f. Identifique los distintos elementos que aparecen en la figura y explicar cómo funciona la
instalación. ¿A qué tipo de instalación alude este sistema?
d) Haciendo ingeniería. Elaborar un gráfico de consumo de vapor y formación de flash en función
de la presión de suministro de vapor al intercambiador para un rango de 2 a 10 bares_g y saque
conclusiones.

Entrada de Vapor
CP del Aire = 0,24 Kcal/kg.ºC

Aire a la Entrada = 1,15 kgr/m3
Salida de condensado al
tanque de trasvase.
Problema N°: 5
El manómetro de entrada de vapor a un cilindro de
secado indica 1 bar (es decir, 2 bar absolutos). En
el interior del cilindro hay aire y vapor y un
termómetro situado en el mismo señala 113 ºC
¿En qué proporción se encuentran el aire y el
vapor en la mezcla? ¿Qué parte de la presión es
debida al aire y qué parte al vapor?


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Competencias genéricas tecnológicas:

Competencias Genéricas Sociales, Políticas y Actitudinales

CG7. Comunicarse con efectividad

CG9. Aprender en forma continua y autónoma

Año lectivo: 2023 Fecha Dictado: 13/03/2023 Fecha entrega: 26/03/2022

RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS DE INGENIERÍA

Año lectivo: 2023 Fecha Dictado: 13/03/2023 Fecha entrega: 26/03/2022

CP del Aire = 0,24 Kcal/kg.ºC

Año lectivo: 2023 Fecha Dictado: 13/03/2023 Fecha entrega: 26/03/2022

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