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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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CENTRALES DE PRODUCCIÓN DE ENERGIA
INGENIERÍA MECÁNICA Página 1
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