Este documento describe diferentes tipos de equipos termodinámicos, incluyendo calderas, turbinas, toberas, termómetros, manómetros, barómetros y densímetros. Explica el funcionamiento de calderas de vapor, calderas atmosféricas, estancas, simples y mixtas. También describe turbinas hidráulicas, térmicas y eólicas, así como termómetros de mercurio, gas y digitales. Define manómetros de dos ramas abiertas y truncados, e introduce los barómetros de mercurio

1. EQUIPOS
TERMODINAMICOS

2. calderas
Las calderas de vapor son calderas especialmente diseñadas para trabajar en instalaciones
donde se necesite una gran transferencia de energía calorífica, como son procesos industriales
(por ejemplo, la esterilización de las botellas antes del envasado), district-heating, lavanderías,
hospitales, etc., así como para generar electricidad en centrales termoeléctricas.

3. TIPOS DE calderas
• Calderas de calefacción
• Calderas atmosféricas
• Calderas estancas
• Calderas simples
• Calderas mixtas
• Calderas con microacumulación
• Calderas con acumulación
• Calderas de condensación

4. Caldera de calefacción
Las calderas de calefacción son generadores de agua caliente en un circuito cerrado. Dicho
circuito es el que se encarga de llevar el agua caliente hasta los radiadores. Los radiadores
disipan el calor que les llega, calentando la habitación. El agua una vez enfriada vuelve a la
caldera donde es calentada de nuevo y así sucesivamente.

5. Caldera atmosférica
Son las de funcionamiento mas simple y también más antiguo. La caldera toma el aire de la habitación para
realizar la combustión. No esta permitido su instalación ni en baños ni habitaciones dormitorio. La caldera
atmosférica además solo se puede instalar si se garantiza que el tiro en vertical de la salida de humos es
suficientemente alta para que los humos salgan con facilidad, sin entretenerse. Las calderas atmosféricas se
ven influenciadas por las condiciones atmosféricas: viento, lluvia.

6. Calderas estancas
Están dotadas de un tubo de salida de gases concéntrico, lo que permite aspirar el aire del exterior y expulsar
los humos por el mismo tubo de salida de gases. Gracias a esta disposición la caldera estanca es mucho más
segura, permitiendo ser instalada en cualquier habitación, aunque sea dormitorio. Para la evacuación de gases
dispone de un extractor que obliga a estos a salir al exterior. En las calderas estancas, las condiciones
atmosféricas como el viento o la lluvia, prácticamente no afectan el correcto funcionamiento.

7. Calderas simples
Son las calderas que solamente alimentan un circuito de calefacción. Aunque en su
circuito también pueden montarse depósitos de acumulación para obtención de agua
caliente sanitaria.

8. Calderas mixtas
Son las calderas que ya vienen preparadas con dos circuitos, uno para calefacción y
otro para agua caliente sanitaria.
Existen también dos tipos de calderas que vienen a mejorar su funcionamiento en
relación con la producción de agua caliente sanitaria. Son las calderas con
microacumulación y las calderas con acumulación.

9. Calderas con microacumulacion
Consiguen que el agua que sale de la caldera siempre salga caliente, evitando los cambios
bruscos de temperatura al arrancar. Para ello disponen de un pequeño depósito de agua de
unos pocos litros que mantiene siempre el agua caliente. Durante los primeros segundos de
funcionamiento de la caldera el agua tendría que salir fría pero al pasar a través del pequeño
deposito se mezcla con el agua allí existente y así se logra que siempre salga caliente.

10. Calderas con acumulacion
Son calderas convencionales a las cuales se les ha acoplado un depósito
acumulador de agua de 40 a 60 litros que se mantiene siempre caliente. Al
abrir el grifo el agua sale del acumulador, con lo que siempre saldrá caliente
y con caudales puntuales importantes.

11. Calderas de condensación
La caldera de condensación aumenta el rendimiento de la caldera gracias a la recuperación del
calor de condensación de los gases de combustión. Los gases de combustión tienen un porcentaje
importante de vapor de agua que al condensar desprende calor que es aprovechado por la
caldera. Este tipo de calderas necesita un tubo de desague que recoja el agua de condensación.

12. turbinas
La turbina es un motor rotatorio que convierte en energía mecánica la energía cinética de una
corriente de agua, vapor de agua o gas. El elemento básico de la turbina es la rueda o rotor, que
cuenta con palas, hélices, cuchillas o cubos colocados alrededor de su circunferencia, de tal
forma que el fluido en movimiento produce una fuerza tangencial que impulsa la rueda y la
hace girar. Esta energía mecánica se transfiere a través de un eje para proporcionar el
movimiento de una máquina, un compresor, un generador eléctrico o una hélice.

13. Tipos de turbinas
• Turbinas hidráulicas
• Turbinas térmicas
• Turbinas eólicas
• Turbina submarina

14. Turbinas hidráulicas
Son aquellas cuyo fluido de trabajo no sufre un cambio de densidad considerable a
través de su paso por el rodete o por el estátor; estas son generalmente las turbinas de
agua, que son las más comunes, pero igual se pueden catalogar como turbinas
hidráulicas a los molinos de viento o aerogeneradores.

15. Turbinas térmicas
Son aquellas cuyo fluido de trabajo sufre un cambio de densidad considerable a través
de su paso por la máquina.

16. Turbinas eólicas
Una turbina eólica es un mecanismo que transforma la energía del viento en otra forma de energía útil
como mecánica o eléctrica.
La energía cinética del viento es transformada en energía mecánica por medio de la rotación de un eje. Esta energía mecánica
puede ser aprovechada para moler, como ocurría en los antiguos molinos de viento, o para bombear agua, como en el caso del
molino multipala. La energía mecánica puede ser transformada en eléctrica mediante un generador eléctrico (un alternador o
un dinamo). La energía eléctrica generada se puede almacenar en baterías o utilizarse directamente.

17. Turbinas submarina
Una Turbina submarina es un dispositivo mecánico que convierte la energía de las corrientes submarinas en energía eléctrica.
Consiste en aprovechar la energía cinética de las corrientes submarinas, fijando al fondo submarino turbinas montadas sobre
torres prefabricadas para que puedan rotar en busca de las corrientes submarinas. Ya que la velocidad de estas corrientes varía a
lo largo de un año, se han de ubicar en los lugares más propicios en donde la velocidad de las corrientes varían entre 3 km/h y 10
km/h para implantar centrales turbínicas preferentemente en profundidades lo más someras posibles y que no dañen ningún
ecosistema submarino. Las turbinas tendrían una malla de protección que impediría la absorción de animales acuáticos.

18. toberas
Una tobera es un dispositivo que convierte la energía térmica y de presión de un fluido (conocida como entalpía) en energía
cinética.
Como tal, es utilizado en turbomáquinas y otras máquinas, como inyectores, surtidores, propulsión a chorro, etc.
El fluido sufre un aumento de velocidad a medida que la sección de la tobera va disminuyendo, por lo que sufre también una
disminución de presión y temperatura al conservarse la energía. Existen diseños y tipos de tobera muy usados en diferentes
campos de la ingeniería.

19. termómetro
El termómetro (del griego θερμός [thermos], «calor», y μέτρον [metron], «medida») es un instrumento de
medición de temperatura. Desde su invención ha evolucionado mucho, principalmente a partir del desarrollo de los termómetros
digitales.
Inicialmente se fabricaron aprovechando el fenómeno de la dilatación, por lo que se prefería el uso de materiales con
elevado coeficiente de dilatación, de modo que, al aumentar la temperatura, su estiramiento era fácilmente visible. La sustancia
que se utilizaba más frecuentemente en este tipo de termómetros ha sido el mercurio, encerrado en un tubo de vidrio que
incorporaba una escala graduada, pero también alcoholes coloreados en termómetros grandes.

20. Tipos de termómetro
• Termómetro de mercurio
• Pirómetros
• Termómetro de gas
• Termopar
• Termómetros digitales:

21. Termómetro de mercurio
Es un tubo de vidrio sellado que contiene mercurio, cuyo volumen cambia con la temperatura
de manera uniforme. Este cambio de volumen se aprecia en una escala graduada. El termómetro
de mercurio fue inventado por Gabriel Fahrenheit en el año 1714.

22. pirómetro
Termómetros para altas temperaturas, se utilizan en fundiciones, fábricas de vidrio,
hornos para cocción de cerámica, etc.

23. Termómetro de gas
Pueden ser a presión constante o a volumen constante. Este tipo de termómetros son
muy exactos y generalmente son utilizados para la calibración de otros termómetros.

24. termopar
Un termopar o termocupla es un dispositivo utilizado para medir temperaturas
basado en la fuerza electromotriz que se genera al calentar la soldadura de dos
metales distintos.

25. Termómetro digital
Son aquellos que, valiéndose de dispositivos transductores como los mencionados, utilizan luego
circuitos electrónicos para convertir en números las pequeñas variaciones de tensión obtenidas,
mostrando finalmente la temperatura en un visualizador. Una de sus principales ventajas es que
por no utilizar mercurio no contaminan el medio ambiente cuando son desechados.

26. manómetro
El manómetro (del gr. μανός, ligero y μέτρον, medida) es un instrumento de medición para
la presión de fluidos contenidos en recipientes cerrados. Se distinguen dos tipos de manómetros,
según se empleen para medir la presión de líquidos o de gases.

27. Tipos de manómetro
• Manómetro de dos ramas abiertas
• Manómetro truncado

28. Manómetro de dos ramas abiertas
Estos son los elementos con los que se mide la presión positiva, estos pueden adoptar distintas escalas. El manómetro más
sencillo consiste en un tubo de vidrio doblado en U que contiene un líquido apropiado (mercurio, agua, aceite, entre otros). Una
de las ramas del tubo está abierta a la atmósfera; la otra está conectada con el depósito que contiene el fluido cuya presión se
desea medir . El fluido del recipiente penetra en parte del tubo en ∪, haciendo contacto con la columna líquida. Los fluidos
alcanzan una configuración de equilibrio de la que resulta fácil deducir la presión absoluta en el depósito.

29. Manómetro truncado
El llamado manómetro truncado sirve para medir pequeñas presiones gaseosas, hasta 1 Torr.
No es más que un barómetro de sifón con sus dos ramas cortas. Si la rama abierta se comunica
con un depósito cuya presión supere la altura máxima de la columna barométrica, el líquido
barométrico llena la rama cerrada.

30. barómetro
Un barómetro es un instrumento que mide la presión atmosférica. La presión
atmosférica es el peso por unidad de superficie ejercida por la atmósfera. Uno de los
barómetros más conocidos es el de mercurio.

31. Tipos de barómetro
• Barómetro de mercurio
• Barómetro aneroide

32. Barómetro de mercurio
Inventado por Torricelli en 1643, está formado por un tubo de vidrio de unos 850 mm de altura, cerrado por
el extremo superior y abierto por el inferior. El tubo se llena de mercurio, se invierte y se coloca el extremo
abierto en un recipiente lleno del mismo líquido. Si se destapa, se verá que el mercurio del tubo desciende
unos centímetros, dejando en la parte superior un espacio vacío (cámara barométrica o vacío de Torricelli).

33. Barómetro aneroide
El aneroide es un barómetro que no utiliza mercurio. Indica las variaciones de presión atmosférica por las
deformaciones más o menos grandes que aquella hace experimentar a una caja metálica de paredes
muy elásticas en cuyo interior se ha hecho el vacío más absoluto. Se gradúa por comparación con un
barómetro de mercurio pero sus indicaciones son cada vez más inexactas por causa de la variación de la
elasticidad del resorte plástico. Fue inventado por Lucien Vidie en 1843. y es más grande que el barómetro de
mercurio.

34. El torr
El torr (símbolo Torr; a veces llamado impropiamente torre) es una unidad de presión, así denominada en
homenaje al físico y matemático italiano Evangelista Torricelli (1608-1647).
Originalmente un torr se definió como equivalente a una presión de un milímetro de mercurio (mmHg).

35. densímetros
Un densímetro o areómetro es un instrumento de medición que sirve para determinar
la densidad relativa de los líquidos sin necesidad de calcular antes
su masa, conductividad y temperatura. Normalmente, está hecho de vidrio y consiste en un
cilindro hueco con un bulbo pesado en uno de sus extremos para que pueda flotar en posición
vertical.

36. Tipos de densímetros
• Lactómetro - Para medir la densidad y calidad de la leche.
• Sacarímetro - Para medir la cantidad de azúcar de una melaza.
• Salinómetro - Para medir la densidad de las sales.

37. Tabla de densidades

38. Intercambiadores de calor
Un intercambiador de calor es un dispositivo diseñado para transferir calor entre dos fluidos, o entre la
superficie de un sólido y un fluido en movimiento.1 Son elementos fundamentales en los sistemas de
calefacción, refrigeración, acondicionamiento de aire, producción de energía y procesamiento químico,
además de en aparatos de la vida cotidiana como calentadores, frigoríficos, calderas, ordenadores,
el radiador del motor de un automóvil, etc.

39. Tipos de Intercambiadores de calor
• Intercambiadores de contacto directo
Son aquellos en los que el intercambio de calor se hace por mezcla física de los fluidos. No son muy
frecuentes dada la contaminación que supone para uno o para ambos fluidos. Sin embargo, hay veces que
esto no importa, como en el caso de la torre de refrigeración, en las que el agua es enfriada por el aire
atmosférico en un proceso combinado de transferencia de masa y de calor.

40. Tipos de Intercambiadores de calor
• Intercambiadores de contacto indirecto
Son aquellos en los que los fluidos no entran en contacto directo, no se mezclan, sino que están separados
por un tabique sólido, un espacio o incluso un tiempo. El calor se transmite por convección y conducción a
través de la pared separadora. Estos, a su vez, pueden clasificarse.