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Tercer Avance Termofluidos
Tercer Avance Termofluidos
Tercer Avance Termofluidos
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Avance N°3
Integrantes: Aner Castro, Diego Sanhueza, Nicolás Torres
Asignatura: Proyecto de Ingeniería en Termofluidos
Profesores: René Cifuentes, José Abarzúa
Fecha: 23/10/2023
Problemática
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Objetivos
Objetivo General:
• Calcular la potencia necesaria para hacer realidad el proyecto.
• Determinar la cantidad de vapor saturado producido con los desechos
de la empresa procesadora de madera.
Objetivos Específicos:
• Calcular dimensiones de componentes de la central hidroeléctrica.
• Realizar optimización de cálculos respecto del 2do avance.
• Obtener la potencia aproximada de consumo eléctrico y de agua
potable del pueblo.
• Calcular vapor saturado producido con los desechos de la empresa.
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Caldera
Para la realización del balance de energía es necesario:
- Definir el volumen de control
- Selección de material e investigacion de poder calorífico
- Selección de caldera.
- Tratamiento del agua
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Caldera
Se procede a hacer una selección preliminar de la caldera que se utilizara en la
planta procesadora de madera con el objetivo de establecer las variables que se
utilizaran en el balance de energía.
A continuación se presentan las especificaciones de la caldera:
Tabla n°2 : Especificaciones de caldera.
Fuente: Zozen Boiler.
Viruta 90 1 8 90
Polvo 45 2 8 90
10% 792
Flujo de 891
alimentación
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Caldera
(1)
Eficiencia caldera 88 %
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Estimaciones de consumo
Consumo eléctrico
De acuerdo al consumo eléctrico hay que hacer una diferenciación entre lo
que es potencia declarada y consumo.
Potencia declarada por establecimientos.
Tabla n°5 : Potencia declarada por los edificios del pueblo. Fuente: CGE.
Casa 5 kW
Retén 20 kW
Posta de primeros 27 kW
auxilios
Escuela 10 kW
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Estimaciones de consumo
Para la instalación de alumbrado público es necesario conocer la norma
técnica la cual especifica aspectos como distancia entre luminarias, altura
de montaje, intensidad lumínica entre otros.
Tabla n°6: Requisitos para la instalación de alumbrado público.
Fuente: Ministerio de Energía (2023).
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Layout del pueblo
Sierra 3 22
Cepillo 2 5,5
Canteadora 1 11
Lijadora 2 9,42
Ventilador 1 14,9
Total 8 62,82
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Estimaciones de consumo
Tabla n°8: Potencia instalada total del pueblo. Fuente: Elaboración propia.
Casa 430 kW
Retén 20 kW
Posta de primeros 27 kW
auxilios
Escuela 10 kW
Planta 62,82 kW
Total 554,22 kW
Total 415.552 kW
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Conexiones eléctricas
Las conexiones eléctricas para las instalaciones de baja y media
tensión serán regidas por los pliegues normativos de la SEC que se
muestran a continuación:
• RIC N°1 - Empalmes.
• RIC N°3 - Alimentadores y demanda de una instalación.
• RIC N°5 - Medidas de protección contra tensiones peligrosas.
• RIC N°6 - Puesta a tierra.
• RIC N°7 - Instalaciones de equipos.
• RIC N°11 - Instalaciones especiales.
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Central hidroeléctrica
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Plano general de
central hidroeléctrica
Iteraciones Qi Error
0 46584
1 0.7516 6197601352%
2 0.64243 1700%
3 0.64240 1%
4 0.64240 0%
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Tubería de presión
Habiendo obtenido el caudal requerido para suministrar energía al
pueblo se procede a realizar el cálculo del diámetro de la tubería de
presión ocupando la ecuación (6), despejando “d”.
d = ((4 ⅹ Q)/(π ⅹ V))½
(12)
El resultado se observa en la tabla n°10.
Tabla n°10: Obtención de la velocidad de flujo en la tubería de presión.
Fuente: Elaboración propia.
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Bocatoma
Cálculo de la altura de carga “h”
Q=(2/3)
(μb(2g)^(½))[(h+V²/2g)^(3/2)-(V²/2g)^(3/2)] (13)
Donde,
Q: caudal máximo del canal.
μ: coeficiente del vertedero según la forma de la cresta (μ=0.75).
h: altura de carga hidráulica.
b: ancho del canal.
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Bocatoma
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Bocatoma
Cálculo de la velocidad del agua sobre la cresta del azud
V = Q/A (14)
Tabla n°12: Valores para obtener la velocidad del agua sobre la cresta del azud.
Fuente: Elaboración propia.
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Bocatoma
Cálculo de la carga energética “he” y cálculo de las coordenadas
del azud
he = h + V²/2g (15)
Tabla n°13: Valores para obtener la carga energética “he”.
Fuente: Elaboración propia.
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Bocatoma
Con el valor de “he” se puede obtener las coordenadas del azud, el cual se obtiene la
siguiente gráfica.
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Bocatoma
Tabla n°14: Valores considerados para obtener la altura del barraje.
Fuente: Elaboración propia.
ho 0.8 m
Q 0.77088 m³/s
c 1.84
L 2 m
h 0.3527 m
P 1.3527 m
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Canales
El canal de conducción del agua desde la bocatoma hasta la cámara de
carga se seleccionó con un talud de 90°, es decir un canal con forma
rectangular. Para ello se siguen los siguientes pasos.
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Canales
Tabla n°15: Ecuaciones utilizadas para calcular las dimensiones del canal.
Fuente: [2]
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Canales
Tabla n°16: Resumen de valores de las dimensiones de los canales. Fuente: Elaboración propia.
Parámetro Valor Unidad
Talud (θ) 90
Área 0.4818 m²
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Desarenador
Para calcular la capacidad del estanque se realiza lo siguiente.
Se estima la cantidad de sedimentos transportado por un río es de 0.05 a 0.2 kg/m³ al
año.
Los kilos de sedimento en un año se obtiene de la siguiente forma.
V = 46622.8/2600 = 17.93 kg
Finalmente aplicamos una densidad de acumulación del 50% con lo que se obtiene la
capacidad de estanque, la cual corresponde a lo siguiente.
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Desarenador
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Selección de la turbina
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Estimaciones de consumo
Consumo de agua potable
En Chile el consumo diario promedio de agua por persona es entre 125
y 200 litros.
Consideraciones:
- 86 casas
- 4 personas habitan cada casa
Tabla n°18: Consumo de agua potable en las casas. Fuente: Elaboración propia.
Días 30 30 días
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Estimaciones de consumo
Días 30 30 días
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Estanque de almacenamiento
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Bibliografía
Avance N°3
Integrantes: Aner Castro, Diego Sanhueza, Nicolás Torres
Asignatura: Proyecto de Ingeniería en Termofluidos
Profesores: René Cifuentes, José Abarzúa
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