confiteria

UNIVERSIDAD SAN FRANCISCO DE QUITO

“Diseño y construcción de un horno de crisol para
fundición utilizando gas natural”

Sebastián Andrés Trujillo Roldán

Tesis de grado presentada como requisito para la obtención del
título de Ingeniero Mecánico

Quito
Enero de 2005

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© Derechos de Autor
Sebastián Andrés Trujillo Roldán
2005

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DEDICATORIA

Dedicado a mis padrespor el amor y su ejemplo de vida, a mi hermano y amigo
Fernando Patricio por abrirme siempre el camino de la experiencia y enseñarme de
sus vivencias, a mis amigos y compañeros por todos los momentos compartidos que
nunca se olvidarán, a Juan Fernando Idrobo que nos mira desde el infinito y
especialmente a María Gabriela por todo su amor.

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AGRADECIMIENTOS

A la Universidad SanFrancisco de Quito por enseñarme el camino a la excelencia,
al Departamento de Ingeniería Mecánica, especialmente a mis profesores Édison
Bonifaz, Julio Vallejo y Santiago Navarro por brindarme la oportunidad de crecer
profesionalmente junto a ellos, a Alicia Rivera por toda su colaboración y apoyo
incondicional en mis años de estudiante y a todas las personas que de alguna u otra
forma ayudaron paraque este proyecto se haga realidad.

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RESUMEN

La presente tesis de grado “Diseño y construcción de un horno de crisol para
fundición utilizando gas natural” tiene como objetivo general el diseño y
construcción de un prototipo de horno para la fundición de metales no ferrosos,
utilizando un hogar y crisol calentados mediante un sistema de combustión con gas
natural impulsado porflujo de aire. Para el desarrollo de esta tesis de grado se ha
utilizado los conocimientos adquiridos en la formación de la carrera de Ingeniería
Mecánica en campos de diseño y transferencia de calor. Los parámetros de
construcción han sido orientados a obtener un prototipo que brinde las facilidades
de fundición conjuntamente con las seguridades operativas. Se incluye los diseños,
cálculos yverificaciones prácticas de la operación del prototipo, así como también
las proyecciones de mejoramiento para futuras aplicaciones.

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ABSTRACT

The overall objective of this final-year thesis, entitled “Design and Construction of a
crucible oven for melting using natural gas”, is the design and construction of a
prototype oven for melting non-ferrous metals, using a melting-pot heatedby a
combustion system of natural gas driven by an air-flow.
The development of this thesis relied on knowledge gained during the ‘Mechanical
Engineering’ Bachelor of Science degree, in the fields of design and heat
transference. The parameters of construction sought to obtain a prototype that is
capable of melting, whilst at the same time offering operational safety. The thesis
includesthe designs, calculations and practical checks of the prototype’s operation,
as well as forecasts regarding its improvement for future applications.

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TABLA DE CONTENIDOS
ANTECEDENTES ..............................................................................................1
JUSTIFICACIÓN DEL PROYECTO ..................................................................1
OBJETIVOGENERAL DEL PROYECTO .........................................................2
OBJETIVOS ESPECÍFICOS ...............................................................................2
METAS DEL PROYECTO ..................................................................................2
INTRODUCCIÓN ................................................................................................3FUNDAMENTOS TEÓRICOS ............................................................................4
DISEÑO TÉRMICO Y MECÁNICO DEL HORNO.........................................11
CONSTRUCCIÓN DEL PROTOTIPO ..............................................................29
PRUEBAS DE FUNCIONAMIENTO DEL PROTOTIPO ...............................36
ANÁLISIS DEL COMPORTAMIENTO TÉRMICO DEL HORNO...