Aplicación de la termodinámica, la transferencia de calor y el diseño estructural en el diseño de un horno de revenido

Abstract

El diseño de hornos no es una actividad que se practique a menudo, lo cual hace dificil tener uno modelo a seguir para el diseño de los mismos. Durante el desarrollo de este proyecto no sólo se han cumplido con los objetivos planteados sino que además, se ha generado una metodología para el diseño de hornos intermitentes, cuyo objetivo es guiar al lector a través de los parámetros o factores más importantes y facilitar de esta manera el diseño propio de un horno. Comenzando con un balance de energía, se observa que el calor que entra es igual al que se pierde más el que se acumula. Posteriormente se determinan los elementos en donde se acumula calor y los medios por los que fluye . Una vez calculadas las perdidas de energía, se procede a determinar las necesidades de energía mediante el uso de tablas y gráficas. Cuando se ha determinado el calor requerido, se selecciona el equipo de combustión que mejor satisfaga ésta necesidad. Finalizado esto, se puede proceder a realizar el calculo estructural del horno a diseñar. El diseño estructural se baso en una metodología de diseño en general, sin embargo, para realizar los cálculos utilizamos nuestra propia metodología, la cual fue plasmada en un diagrama de flujo y puede ser de gran utilidad, ya que se tiene los pasos en orden a seguir para el diseño de una estructura. Una de las cosas que facilitó en gran medida la realización de los cálculos, fue el parametrizar las ecuaciones para alimentarlas al Microsoft Excel y así agilizar las operaciones, además de obtener resultados más exactos. Otro de los programas utilizados fue el FEPC, con el cual se validó la puerta del horno. Este tipo de programas, dan oportunidad a los ingenieros modernos a simular sus piezas, elementos o estructuras, con una gran rapidez y precisión. La estimación del costo del horno, se efectuó considerando costos actuales en el mercado, además se incluye la mano de obra en el costo, por lo que se elimina el factor sorpresa al momento de la fabricación, ya que es muy común, no considerar éste parámetro a la hora de costear. Se puede concluir que siguiendo los pasos de este trabajo, se puede diseñar un horno, no solo para estas características, sino para la industria en general.