8/20/2019 Metodo Indirecto Para Calcular La Eficiencia de Una Caldera Pirotubular

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLOESCUELA DE INGENIERÍA MECÁNICA

METODO INDIRECTO PARA DETERMINAR LA EFICIENCIUNA CALDERA PIROTUBULAR

DOCENTE: ING. ELI GUAYAN HUACCHA

ALUMNO: ROMERO VARGAS DEYVI EFRAÍN

CURSO: CENTRALES DE PRODUCCIÓN DE ENERGIA

TRUJILLO– PERU2016

UNT

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Contenido

I. ANALISIS DE COMBUSTION ...................................................... 2

II. MÉTODO INDIRECTO PARA DETERMINAR LA EFICIENCIAEN UNA CALDERA ........................................................................... 4

a) PERDIDA POR LA ENTALPIA DE LOS GASES DE ESCAPE

SECOS ( ................................................................................. 4

b) PERDIDA POR LA ENTALPIA DEL VAPOR DE AGUA ENLOS GASES DE COMBUSTION ......................................... 4c) PERDIDA POR INQUEMADOS GASEOSOS ( ) ............... 5

d) PERDIdA POR INQUEMADOS SOLIDOS ( .................... 5

e) PERDIDA POR CONVECCION ( ..................................... 5

f) PERDIDA POR RADICION ( ............................................ 5

III. CALCULO DE LA EFICIENCIA DE LA CALDERA POR ELMETODO INDIRECTO ...................................................................... 6

IV. CONCLUSIONES .................................................................... 10

V. BIBLIOGRAFÍA........................................................................... 11

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I. ANALISIS DE COMBUSTION

TIPO DE COMBUSTIBLE UTILIZADO:

El combustible a usar es el carbón se usa la antracita el cual tendrá una composiciónquímica siguiente:

Tomando 100 Kg de combustible

COMBUSTIBLE MASA(kg) n (kmol)Carbono ( C ) 82.14 6.845Hidrogeno (H) 1.22 0.61Oxigeno (O) 1.47 0.0459Nitrogeno (N) 0.47 0.0167857Azufre (S) 0.54 0.016875

6.845C+0.61 +0.0459 +0.0167857 +0.016875S+ + . + + +

Donde:

a= 6.845

b= 0.61 = . c= 26.788

d=0.016875

6.845C+0.61 +0.0459 +0.0167857 +0.016875S+ . + . . + . + . + .

Carbono ( C ) 82.14Hidrogeno (h) 1.22

Oxigeno (O) 1.47

Nitrogeno (N) 0.47

Azufre (S) 0.54

Ceniza 0.05Humedad 5.76

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Con exceso de aire = . 6.845C+0.61 +0.0459 +0.0167857 +0.016875S+

. + .

+ + + + Donde:

a= 6.845

b= 0.61

c= 30.456

d=0.016875

e= 0.974

6.845C+0.61 +0.0459 +0.0167857 +0.016875S+ . + . . + . + . + . + .

Entonces : % = . . × % = .

Relación de Salidas de Gases e Ingreso de Combustible:

− = × + × + × + + +∝ .× . − = . /

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II. MÉTODO INDIRECTO PARA DETERMINAR LA EFICIENCIA

EN UNA CALDERA

La eficiencia por el método indirecto o de las pérdidas separadas se determina restando de100 las pérdidas de calor más significativas de la caldera.

La eficiencia térmica por este método se expresa por la siguiente ecuación:

= ∑

= + + + + + Donde:= Pérdida de calor por gases secos (%)

= Pérdida de calor por la entalpia del vapor de agua en los gases de combustión (%)

= Pérdida de calor por inquemados gaseosos (%)

=Pérdida de calor por inquemados sólidos (%)

= Pérdida de calor por convección (%)

= Pérdida de calor por radiación (%)

Este método es importante porque nos permite conocer cómo se distribuye el calor liberadoen la combustión.

A) PERDIDA POR LA ENTALPIA DE LOS GASES DE ESCAPE SECOS (

=

[ ]

= []

[ ] = [ ] [ ] B) PERDIDA POR LA ENTALPIA DEL VAPOR DE AGUA EN LOS GASES DE

COMBUSTION = []+[ ]×( . + .)

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C) PERDIDA POR INQUEMADOS GASEOSOS ()

= [ ][ ]+[ ]∗

D) PERDIDA POR INQUEMADOS SOLIDOS (

= . + . + . E) PERDIDA POR CONVECCION (

=  ̇ ̇

 ̇ = × ( )+ ×( ) = . ×−( ) . × . +. = . ×−( ) . × . +.

 ̇ = . F) PERDIDA POR RADICION (

=  ̇ ̇  ̇ = ( × )+( )

= . ×− × ×( + ) +

= . ×− × ×( + ) +

 ̇ = .

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III. CALCULO DE LA EFICIENCIA DE LA CALDERA POR EL METODO

INDIRECTO

Datos:

Potencia= 100 BHP = C = = = = = = ⁄ = = = = 0.587

1) PERDIDA POR LA ENTALPIA DE LOS GASES DE ESCAPE SECOS (

= [ ] Hallamos k:

= []

= [ .] = .

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Ahora tenemos:

[ ] = [ ] [ ] Usando los valores típicos y usando el tipo de combustible, obtenemos:

Residual [ ] =15.8[ ] = [ . ] × .

[ ] = . Reemplazando:

= . ×. = . %

2) PERDIDA POR LA ENTALPIA DEL VAPOR DE AGUA EN LOS GASES DE

COMBUSTION = []+[ ]×( . + .)

= [ . + × .]×[ . × + .] = . %

3) PERDIDA POR INQUEMADOS GASEOSOS ()

= [ ][ ]+[ ]∗ Como el [ ] =

= [][ .]+[]∗ = %

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4) PERDIDA POR INQUEMADOS SOLIDOS (

= . + . + .

Donde B=3

= . + . + . = . %

5) PERDIDA POR CONVECCION (

=  ̇

 ̇

 ̇ = × ( )+ ×( ) = . ×−( ) . × . +. = . ×−( ) . × . +.

 ̇ = .

Reemplazando:

 ̇ = . ×  ̇ =

= ( . ×− × .)×[ . × +] . = .

= ( . ×− × .)×[ . × +] . = .

 ̇ = . ×+ . ×

 ̇ = .

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= ×.

= . % 6) PERDIDA POR RADICION (

=  ̇ ̇  ̇ = ( × )+( )

= . ×− × ×( + ) + = . ×− × ×( + ) +

 ̇ = . Reemplazando:

= . ×−

× . ×[ + + ]

= . = . ×− × . ×[ + + ]

= .  ̇ = . ×+ . ×

 ̇ = . = ×. = . %

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= + + + + + REEMPLAZANDO:

= . + . + + . + . = . = ∑ = .

= . %

IV. CONCLUSIONES

La eficiencia de la caldera según el método indirecto para este caso es:

= . % Con este método es más confiable y se acerca a lo más real posible de la eficiencia

de la caldera porque se utiliza en los cálculos a los gases de combustión y laspérdidas que se producen en ellas.

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V. BIBLIOGRAFÍA

Aguilar, Fernando, Montero, Eduardo, Tristán, Cristina, Apuntes de termodinámica ytermotecnia. Combustibles y combustión. Burgos.

Colman, Anthon, Laurence, (2000)Manual de calderas . Madrid: Mac Graw-Hill. Diseño decalderas, AENOR.

(1988) Guía de combustibles líquidos . Madrid: CAMPSA.

http://www.textoscientificos.com/energia/combustibles/propiedades-carbon TITULO “Centrales Térmicas” AUTOR: Pedro Fernández Diez

TITULO “Carbón” AUTOR: Dr. Vicente J. Cortez

Borrador del curso de centrales de producción de energía http://www.dse.go.cr/es/03Publicaciones/04Tecnicas/ManualProductos.pdf http://www.areadecalculo.com/monograficos/chime/Chimeneas.pdf

http://www.textoscientificos.com/energia/combustibles/propiedades-carbonhttp://www.dse.go.cr/es/03Publicaciones/04Tecnicas/ManualProductos.pdfhttp://www.areadecalculo.com/monograficos/chime/Chimeneas.pdfhttp://www.areadecalculo.com/monograficos/chime/Chimeneas.pdfhttp://www.dse.go.cr/es/03Publicaciones/04Tecnicas/ManualProductos.pdfhttp://www.textoscientificos.com/energia/combustibles/propiedades-carbon