Diseño y construcción de una máquina de vapor de Newcomen

Navas Nieves, Néstor (2016). Diseño y construcción de una máquina de vapor de Newcomen. Proyecto Fin de Carrera / Trabajo Fin de Grado, E.T.S.I. Industriales (UPM).

Description

Title: Diseño y construcción de una máquina de vapor de Newcomen
Author/s:
  • Navas Nieves, Néstor
Contributor/s:
  • Burón Caballero, José Manuel
Item Type: Final Project
Date: 2016
Subjects:
Faculty: E.T.S.I. Industriales (UPM)
Department: Ingeniería Energética
Creative Commons Licenses: Recognition - No derivative works - Non commercial

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Abstract

En este proyecto de fin de carrera se va a construir un modelo a escala 1:40 del motor de Newcomen. Siendo fieles al motor atmosférico de Newcomen de 1712. Para esta escala se ha tenido en cuenta el diámetro del cilindro del motor estudiado en la introducción, el motor atmosférico de Newcomen de Westfield. Ya que las demás medidas varían con respecto al original. Esta desviación en las medidas de las demás unidades del motor se debe a la adaptación a los materiales y equipos de los que se disponía para construir el modelo. Aunque se trata de ajustarse lo mayor posible al diseño original del motor se va a utilizar materiales transparentes en el cilindro y la caldera para así poder ver el funcionamiento en el interior y que pueda ser utilizado para fines pedagógicos en la escuela. Se intentará que el motor funcione de manera autónoma como el original mediante un sistema de pesos y palancas que abren y cierran las válvulas de entrada del vapor al cilindro y la inyección de agua fría en el interior del cilindro. El modelo que se ha construido funciona correctamente de manera manual accionando las válvulas de entrada de vapor y de inyección de agua, como lo hacían los primeros operadores del motor de Newcomen en sus inicios antes de que el operador Potter y Beighton inventaran el tren de válvulas. Un problema que apareció a la hora de diseñar un tren de válvulas, fue que debido a las pequeñas dimensiones del modelo y el poco volumen existente en el interior del cilindro del modelo, no se podía trabajar con pesos muy grandes, ya que sencillamente el vacío producido no era suficiente para mover el pistón y arrastrar dichos pesos. Por lo que, había que pensar en un tren de válvulas que fuese capaz de abrir y cerrar válvulas con la aplicación de fuerzas muy pequeñas. En el motor original el tren de válvulas era accionado por una viga de madera que podía pesar media tonelada y era capaz, con su propio peso, de cerrar y abrir válvulas de bola y accionar palancas y demás. Cabe destacar como conclusión final, que aunque el motor realiza la carrera de trabajo perfectamente, después de diseñar la estructura, mandar a pedir el primer cilindro de plexiglass con las medidas diseñadas, y fabricar en el torno el pistón de aluminio se cayó en la conclusión de que tal vez hubiese sido mejor hacer el conjunto pistón cilindro de mayor diámetro, consiguiendo así mayor volumen en el interior del cilindro para producir un mayor vacio, y así poder mover pesos más grandes del lado de la bomba pudiendo impulsar el agua al depósito superior de inyección de agua. Como trabajo futuro de este proyecto sería interesante diseñar y fabricar un tren de válvulas que hiciese que el funcionamiento del modelo fuese totalmente autónomo. Para ello habría que pensar en algún sistema como el ‘buoy’ del motor original que le dé tiempo al cilindro a llenarse de vapor y aumentar la presión hasta la presión necesaria para que se produzca la carrera de trabajo. O del mismo modo un temporizador que haga que el pistón se encuentre en el punto muerto superior un tiempo determinado antes de inyectar el agua en el interior del cilindro. Construir también un depósito de agua superior más grande y que este inyecte agua en el interior del cilindro, como en el motor original de Newcomen. Así como aumentar el volumen interior del cilindro aumentando el diámetro de este como se comentó en el apartado de conclusiones para poder producir un mayor vacío y por ende levantar más peso en el lado de la bomba, necesario para poder impulsar el agua al depósito de inyección de agua formando así un ciclo cerrado y haciendo que el modelo fuese totalmente autónomo.

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Item ID: 44257
DC Identifier: http://oa.upm.es/44257/
OAI Identifier: oai:oa.upm.es:44257
Deposited by: Biblioteca ETSI Industriales
Deposited on: 11 Jan 2017 08:06
Last Modified: 11 Jan 2017 08:06
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