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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERAFacultad de Ingeniera Mecnica FIMLaboratorio de Ingeniera Mecnica II

LABORATORIO N 1: GENERADOR DE VAPOR Pgina 0


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CONTENIDO

INTRODUCCIN ........................................................................................................ 2

OBJETIVOS ............................................................................................................... 3 FUNDAMENTO TERICO ......................................................................................... 4 1. Caldera ................................................................................................................ 4 2. Tipos ................................................................................................................... 5

2.1. Acuotubulares .............................................................................................. 5 2.2. Pirotubulares ................................................................................................ 5

3. Elementos trmicos y componentes de una caldera ............................................ 5 4. Caldera empleada ............................................................................................... 6 5. Rendimiento en calderas ..................................................................................... 7

5.1. Prdidas por Inquemados (Qi) ...................................................................... 8 5.2. Entalpa de los productos de la combustin (Qh) ......................................... 8 5.3. PERDIDAS POR LA ENVOLVENTE DE LA CALDERA (Qrc) ...................... 8

INSTRUMENTOS Y MATERIALES ............................................................................ 9 1. Caldera de Vapor Pirotubular : ..................................................................... 9 2. Analizador ORSAT: .................................................................................... 10

PROCEDIMIENTO ................................................................................................... 11 CLCULOS Y RESULTADOS .................................................................................. 14

1) Calor til (Q1): ................................................................................................ 14 2) Calor perdido por los gases de escape (Q 2): .................................................. 16 3) Calor perdido por evaporacin del agua de formacin (Q3): ........................... 17 4) Calor perdido por humedad del aire (Q4): ....................................................... 17 5) Calor perdido por combustin incompleta (Q5): .............................................. 18 6) Calor perdido por fugas y radiacin (Q6): ....................................................... 18

BIBLIOGRAFA ........................................................................................................ 22


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INTRODUCCIN

En la primera parte del curso nos dedicamos al estudio de las turbinas hidrulicasms usadas para la generacin elctrica. Dichos laboratorios son de granimportancia para nuestra formacin como ingenieros mecnicos electricistas puestoque la generacin elctrica aprovechando la potencia hidrulica de nuestro pas hasido y es actualmente la mayor fuente de generacin constituyendo ms del 50%diariamente. Esta forma de generacin de energa elctrica se ha constituido como lageneracin de base para nuestra demanda puesto que es la que produce un menorcosto de produccin, esto es, un precio competitivo, en comparacin con las dems. Adicionalmente, presenta ventajas como necesitar un menor tiempo para su puestaen marcha y ser considera una de las ms amigables con el medio ambiente.

Sin embargo, en los ltimos aos gracias al boom del gas natural la matriz energtica

nacional ha variado considerablemente, incluso de forma alarmante. En el ao 2000la generacin elctrica haciendo uso del gas representaba menos del 10% encomparacin a los ms del 80% perteneciente a la generacin hidroelctrica. Ya parael ao del 2004, con la llegada del gasoducto, el porcentaje alcanzado por lageneracin trmica haciendo uso del gas natural de Camisea lleg a ser del 20%.

Durante todo este tiempo se ha hablado de una crisis energtica producida por elcongestionamiento innegable del gasoducto, no obstante, el porcentaje acaparadopor la generacin trmica ha continuado en aumento ocupando actualmente ms del40% de la matriz energtica del Per. Las principales causas de este vertiginosoaumento de plantas de generacin trmica a gas natural se debe principalmente ados factores: 1) menor tiempo de construccin de una planta trmica, 2) subvencindel gas natural por parte del estado.

Nos parezca correcto o no, la generacin de energa elctrica en plantas trmicasque utilizan el gas natural como combustible continuar aumentando, como lodemuestran las plantas proyectadas para el 2013, y es nuestro deber conocer losequipos que se utilizan en l.

Por otro lado, debemos tener presente, tambin, que nuestro pas est creciendo enel rea de la agro industria y la exportacin y creacin de ms empresas referidas a

estos temas estn haciendo que el uso de equipos como los calderos sean cada vezms utilizados y requeridos. Al igual que la industria mdica y otros muchos sectoresdonde el caldero es sumamente importancia pues son la fuente de energa de laindustria.

En este laboratorio estudiaremos el caldero y sus caractersticas energticas comoeficiencia, fuente de prdidas y calidad de su operacin.


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OBJETIVOS

Conocer el funcionamiento de un generador de vapor (caldera)

pirotubular. Realizar un balance trmico del generador de vapor; as como hacer un

estudio de su rendimiento considerando la importancia de esteelemento en el sector industrial y plantas generadoras de energaelctrica, teniendo en cuenta que del diagnstico dependen lasmedidas a tomar con miras hacia un buen y eficiente funcionamientode la unidad.

Reconocer las posibles prdidas de energa existentes en un caldero;as como calcularlas para el consecuente anlisis de la eficiencia delgenerador de vapor pirotubular.


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FUNDAMENTO TERICO

1. Caldera

La caldera es una mquina o dispositivo de ingeniera diseado para generarvapor. Este vapor se genera a travs de una transferencia de calor a presinconstante, en la cual el fluido, originalmente en estado lquido, se calienta ycambia de estado.

Segn la ITC-MIE-AP01, caldera es todo aparato de presin donde el calorprocedente de cualquier fuente de energa se transforma en energa utilizable, atravs de un medio de transporte en fase lquida o vapor.

La caldera es un caso particular en el que se eleva a altas temperaturas deintercambiadores de calor, en la cual se produce un cambio de fase. Adems, esrecipiente de presin, por lo cual es construida en parte con acero laminado asemejanza de muchos contenedores de gas.

Debido a las amplias aplicaciones que tiene el vapor, principalmente de agua, lacaldera es muy utilizada en la industria, a fin de generarlo para aplicacionescomo:

Esterilizacin: era comn encontrar calderas en los hospitales, las cuales

generaban vapor para "esterilizar" los instrumentos mdicos; tambin en loscomedores, con capacidad industrial, se genera vapor para esterilizar loscubiertos, as como para elaborar alimentos en marmitas (antes se crey queesta era una tcnica de esterilizacin).

Calentar otros fluidos, por ejemplo, en la industria petrolera se calienta a lospetroleos pesados para mejorar su fluidez y el vapor es muy utilizado.

Generar electricidad a travs de un ciclo Rankine. La caldera es partefundamental de las centrales termoelctricas.

Es comn la confusin entre caldera y generador de vapor, pero su diferencia es queel segundo genera vapor sobrecalentado.
http://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1quinahttp://es.wikipedia.org/wiki/Vapor_(estado)http://es.wikipedia.org/wiki/Transferencia_de_calorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%ADquidohttp://es.wikipedia.org/wiki/Estados_de_la_materiahttp://es.wikipedia.org/wiki/Reglamento_Electrot%C3%A9cnico_para_Baja_Tensi%C3%B3n_(Espa%C3%B1a)http://es.wikipedia.org/wiki/Calorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/Intercambiador_de_calorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Recipiente_de_presi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Acero_laminadohttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Instrumentos_m%C3%A9dicos&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Comedorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Cubiertoshttp://es.wikipedia.org/wiki/Petr%C3%B3leohttp://es.wikipedia.org/wiki/Gravedad_APIhttp://es.wikipedia.org/wiki/Electricidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ciclo_Rankinehttp://es.wikipedia.org/wiki/Central_termoel%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Generador_de_vaporhttp://es.wikipedia.org/wiki/Generador_de_vaporhttp://es.wikipedia.org/wiki/Central_termoel%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Ciclo_Rankinehttp://es.wikipedia.org/wiki/Electricidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Gravedad_APIhttp://es.wikipedia.org/wiki/Petr%C3%B3leohttp://es.wikipedia.org/wiki/Cubiertoshttp://es.wikipedia.org/wiki/Comedorhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Instrumentos_m%C3%A9dicos&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Acero_laminadohttp://es.wikipedia.org/wiki/Recipiente_de_presi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Intercambiador_de_calorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/Calorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Reglamento_Electrot%C3%A9cnico_para_Baja_Tensi%C3%B3n_(Espa%C3%B1a)http://es.wikipedia.org/wiki/Estados_de_la_materiahttp://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%ADquidohttp://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Transferencia_de_calorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Vapor_(estado)http://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1quina


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2. Tipos

2.1. Acuotubulares

Son aquellas calderas en las que el fluido de trabajo se desplaza portubos durante su calentamiento. Son las ms utilizadas en las centralestermoelctricas, ya que permiten altas presiones a su salida y tienen grancapacidad de generacin.

2.2. Pirotubulares

En este tipo, el fluido en estado lquido se encuentra en un recipienteatravesado por tubos, por los cuales circulan gases a alta temperatura,producto de un proceso de combustin. El agua se evapora al contactocon los tubos calientes productos a la circulacin de los gases de escape.

3. Elementos trmicos y componentes de una caldera

Agua de alimentacin: es el agua de entrada que alimenta el sistema,generalmente agua de pozo o agua de red con algn tratamiento qumicocomo la desmineralizacin.

Agua de condensado: es el agua que proviene del estanque condensador yque representa la calidad del vapor.

Vapor seco o sobresaturado: Vapor de ptimas condiciones. Vapor hmedo o saturado: Vapor con arrastre de espuma proveniente de un

agua de alcalinidad elevada. Condensador: sistema que permite condensar el vapor. Estanque de acumulacin: es el estanque de acumulacin y distribucin de

vapor. Des aireador: es el sistema que expulsa los gases a la atmsfera. Purga de fondo: evacuacin de lodos y concentrado del fondo de la caldera. Purga de superficie: evacuacin de slidos disueltos desde el nivel de agua

de la caldera. Fogn u hogar: alma de combustin del sistema para buscar una mejora

continua de los recipientes y circuitos establecidos por la caldera. Combustible: material que produce energa calrica al quemarse. Agua de calderas: agua de circuito interior de la caldera, cuyas caractersticas

dependen de los ciclos y del agua de entrada. Ciclos de concentracin: nmero de veces que se concentra el agua de

caldera respecto del agua de alimentacin. Alcalinidad: nivel de salinidad expresada en ppm de CaCO3 que confiere una

concentracin de iones carbonatos e hidroxilos que determina el valor de pHde funcionamiento de una caldera, generalmente desde 10,5 a 11,5.

Desoxigenacin: tratamiento qumico que elimina el oxgeno del agua de

calderas.
http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Agua_de_alimentaci%C3%B3n&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Agua_de_condensado&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Condensador_(termodin%C3%A1mica)http://es.wikipedia.org/wiki/Vapor_de_aguahttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Vapor_seco_o_sobresaturado&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Vapor_de_aguahttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Vapor_h%C3%BAmedo_o_saturado&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Vapor_de_aguahttp://es.wikipedia.org/wiki/Condensador_(termodin%C3%A1mica)http://es.wikipedia.org/wiki/Vapor_de_aguahttp://es.wikipedia.org/wiki/Desgasificadorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Atm%C3%B3sferahttp://es.wikipedia.org/wiki/Combusti%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Combustiblehttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_cal%C3%B3ricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Ionhttp://es.wikipedia.org/wiki/PHhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ox%C3%ADgenohttp://es.wikipedia.org/wiki/Ox%C3%ADgenohttp://es.wikipedia.org/wiki/PHhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ionhttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_cal%C3%B3ricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Combustiblehttp://es.wikipedia.org/wiki/Combusti%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Atm%C3%B3sferahttp://es.wikipedia.org/wiki/Desgasificadorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Vapor_de_aguahttp://es.wikipedia.org/wiki/Condensador_(termodin%C3%A1mica)http://es.wikipedia.org/wiki/Vapor_de_aguahttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Vapor_h%C3%BAmedo_o_saturado&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Vapor_de_aguahttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Vapor_seco_o_sobresaturado&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Vapor_de_aguahttp://es.wikipedia.org/wiki/Condensador_(termodin%C3%A1mica)http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Agua_de_condensado&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Agua_de_alimentaci%C3%B3n&action=edit&redlink=1


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Incrustacin: sedimentacin de slidos con formacin de ncleos cristalinos oamorfos de sulfatos, carbonatos o silicatos de magnesio que merman laeficiencia de funcionamiento de la caldera.

Dispersante: sistema qumico que mantiene los slidos descohesionados anteun evento de incrustacin.

Antiincrustante: sistema qumico que les permite a los slidos permanecerincrustantes en solucin.

Anticorrosivo: sistema qumico que brinda proteccin por formacin de filmesprotectores ante iones corrosivos presentes en el agua.

Corrosin: Acumulacin de xido y sales en las paredes de la caldera debidoa las impurezas existentes en el agua o fludo de trabajo.

ndice de vapor /combustible: ndice de eficiencia de produccin de vapor de lacaldera.

4. Caldera empleada

CALDERA PIROTUBULAR HORIZONTAL

DE 30 BHP - 500 BHP

15 - 125 PSI

Fig. 1 Vista de Caldera marca Intesa.

Diseo y construccin bajo norma ASME- ASTMAlta eficiencia paracombustibles N2, 5, 6, R-500, G y Gas Natural Materiales certificados:-Planchas de acero ASTM 285 - GRADE "C"- Tubos de fuego de acero sincostura - Norma ASTM-192-AControles de calidad: rayos x, ultra sonido,hidrosttica y Eficiencia en todo su rango operacional. Elevada eficienciasuperior a lso modelos convencionales. Optimizacin del uso de combustible.DISEO WET BACK O ESPALDA HUMEDA No utiliza refractarios en la parteposterior. Aumenta la superficie de transparencia y a la vez elimina los

tabiques deflectores de refractarios. Cuentan con placas portatubos
http://es.wikipedia.org/wiki/Ionhttp://es.wikipedia.org/wiki/Vapor_de_aguahttp://es.wikipedia.org/wiki/Combustiblehttp://es.wikipedia.org/wiki/Vapor_de_aguahttp://es.wikipedia.org/wiki/Vapor_de_aguahttp://es.wikipedia.org/wiki/Combustiblehttp://es.wikipedia.org/wiki/Vapor_de_aguahttp://es.wikipedia.org/wiki/Ion


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separadas para cada cambio importante de temperatura en los pases, lo quepreviene los peligrosos esfuerzos que se originan cuando las placas sesomenten a temperaturas tan elevadas como los 1600 FEl 20% del rea totalde transferencias de calor se encuentra en la cmara de combustin posteriormaximizando la transferencia de calor al agua. Esta pared trasera de aguaesta a temperatura de saturacin. Ahorro en el mantenimiento.

Fig. 2 Vista interna de la caldera Intesa.

Fig. 3 Fases de combustin en la caldera Intesa.

5. Rendimiento en calderas

El calor que puede obtenerse en una combustin es el correspondiente al PoderCalorfico del combustible (PCI PCS), habitualmente referido al PCI.

Al realizar la combustin, una parte del calor producido se pierde, asociado a losproductos de la combustin; estas prdidas se pueden agrupar en dos tipos:


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5.1. Prdidas por Inquemados (Q i)

Corresponden al poder calorfico de los productos de la combustin que nohan sido totalmente oxidados.

nicamente se presentan en el caso de combustiones incompletas, siendoms altas cuanto mayor sea la cantidad de inquemados.

5.2. Entalpa de los productos de la combustin (Q h)

Corresponde al calor utilizado en calentar los humos hasta la temperatura a lacual escapan por la chimenea, ya que a partir de ese punto el calor que llevanno se recupera.

Estas prdidas son mayores cuanto ms altas sean las temperaturas dehumos. Tambin aumentan con el exceso de aire, ya que con el mismoaumenta el volumen de humos, transportando mayor cantidad de calor.

Con el fin de obtener el mximo rendimiento de combustin posible, stadebe ajustarse de modo que se logre la combustin completa con el menorexceso de aire posible. Adems, el gasto de combustible debe ajustarse demodo que se obtengan las temperaturas de humos ms bajas posibles,produciendo la potencia necesaria para el servicio.

5.3. PERDIDAS POR LA ENVOLVENTE DE LA CALDERA (Qrc)

En el conjunto caldera-quemador, adems del rendimiento de combustin,analizado anteriormente, hay que tener en cuenta las prdidas porconveccin-radiacin a travs de la envolvente de la propia caldera, debidas aque la misma se encuentra a una temperatura mayor que la del ambiente.

Para disminuir estas prdidas las calderas estn dotadas de AislamientoTrmico, o proteccin adiabtica.


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2. Analizador ORSAT:Este instrumento permite analizar porcentualmente los gases producidos en elproceso de combustin tales como entre otros. Esto se logramediante un anlisis volumtrico restringido a la medicin de volmenes degases. Un volumen medido de una mezcla de gases, a presin y temperaturaconocidas, se somete a la accin de reactivos qumicos selectivosabsorbentes (para separar en procesos sucesivos los distintos constituyentes,cuyas cantidades se determinan al ser eliminados de la mezcla, por ladisminucin de volumen).

Fig. 5: Analizador ORSAT

Un Cronmetro digital.

Termmetros (0 500 C) instalados en la caldera.


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PROCEDIMIENTO

1. Revisar el nivel de combustible (GLP) en su tanque de depsito

2. Verificar nivel de agua en el interior del caldero.

3. Purga mecnica del caldero de vapor, mediante la vlvula ubicada en la parteinferior- posterior.

4. Accionar interruptor de arranque en tablero de controles. Una vez puesto enfuncionamiento es necesario establecer la presin de trabajo (psi), esto seregula en el tablero de control.

Fig. 6: Tablero de Control del Caldero de Vapor

5. Esperar que el caldero alcance rgimen de funcionamiento.

6. Mediante los instrumentos de medicin instalados en el caldero tomaremosnota de los siguientes datos:

Temperatura del bulbo seco ambiente: TBS

Temperatura del bulbo hmedo ambiente: TBH Temperatura del agua de alimentacin: Ta Temperatura del combustible: Tc Diferencia de presin (inH2O), orificio instalado en la lnea de GLP.


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Fig. 7: Medicin de Diferencia de Presin en la lnea de alimentacin de GLP

Temperatura de gases de escape: Tg Diferencia de presin (inH2O), orificio instalado en la chimenea del

caldero. Temperatura del vapor que sale. Presin de salida del vapor: Pv Desnivel en tanque de combustible. Tiempo en el que suceden los desniveles de combustible: tc.

Fig. 6: Chimenea del Caldero


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Realizar el anlisis de los gases de combustin mediante el analizador

ORSAT, para ello primero se conecta la bureta unida al frasco de nivelcon el analizador. Antes de realizar el muestreo debemos purgar el equipo a fin de desalojarlos gases producto de ensayos anteriores.Una vez purgado, procedemos a colocar el extremo de la manguera a laparte inferior de la chimenea.Tomar nota de los porcentajes obtenidos de .

Fig. 7: Armado del Equipo (colocacin deaccesorios)

Fig. 8: Toma de Datos del analizador

7. Establecer una nueva presin de trabajo, luego de ello debemos esperar unlapso de 5 minutos a fin de alcanzar un rgimen de funcionamiento y con ellolograr la estabilidad de los parmetros de estudio.

Fig. 5: Medicin de la diferencia de presin, orificioinstalado en la chimenea


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CLCULOS Y RESULTADOS

En esta experiencia se realizar un balance trmico del generador de vapor, ascomo un estudio de su rendimiento; para lo cual a continuacin se calcular el calortil y los diversos factores de prdida de energa:

1) Calor til (Q1):

( ) Donde:

Q1=calor til (KJ/m3)mv= masa de vapor (Kg)VGLP =volumen de combustible GLP (m3)h2 = entalpia del vapor de agua (KJ/Kg)h1= entalpa del agua de ingreso (KJ/Kg)

Para la masa de vapor:

Donde:

= flujo msico (Kg/s)

t = tiempo a considerart = 5min = 300s

De los datos obtenidos tenemos:

= 726Lb/hora = 0.091475 Kg/sEntonces: = 0.091475x300 = 2704425 kg

Para el clculo de :

Donde:

= flujo volumtrico de GLP (m3/s) =cada de presin en el orificio (m H2O)

= densidad del GLP (Kg/m3)


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Considerando al GLP = 2.038Kg/gal 538.383 Kg/m3 (de tabla) @15C

= densidad del agua (Kg/m3

) = 998.2 Kg/m3

g = gravedad = 9.81m/s2 A1=seccin de la tubera = m2

D1=2=0.0508 m A1=2.027x10-3m2

A2=seccin del orificio = m2 D2=1/4=0.00635 m A2=3.1669x10-5m2

Simplificando la ecuacin inicial tenemos:

= 0.166624 mH2OReemplazando los valores tenemos:

7.8047E(-5)m

3

/s

Donde:

VGLP = volumen de GLP (m3) t = tiempo a considerar (seg)t = 5min = 300s

Entonces:VGLP = 7.8047E(-5)x300 = 0.0234141m3

Para las entalpias: se obtienen de las tablas termodinmicas

h1 = 146.66 KJ/Kg @ T = 36C h1 = hf

h2 = 2766.4 KJ/Kg @ P = 110psi = 0.7584 MPa h2 = hg


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Ahora calculamos Q1:

( ) = 3070466.7252 KJ/m3 Q 1 = 733368.3780 Kcal/m 3

2) Calor perdido por los gases de escape (Q 2):

( ) Donde:

Q2=calor perdido por los gases de escape (Kcal/m 3)Vgases =volumen de gases de escape (m 3)VGLP=volumen de combustible GLP (m3)

= 0.3997 Kcal/ m3. K calor especifico de los gases de escapeTg= temperatura de gases de escape (C)

TBS=temperatura de bulbo seco

Para el clculo de :

Donde:

= flujo volumtrico de los gases de escape (m3/s)

A1=seccin de la tubera = m2 D1=11.938= 0.303225 m

A1=0.072214m2

A2=seccin del orificio = m2 D2=7.886= 0.2003044 m

A2=0.03151163m2

Simplificando la ecuacin inicial tenemos:

m3/s

= 0.41 inH2O = 0.10414 mH2O

= 0.021578m3/s


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Donde:

Vgases = volumen de gases de escape (m 3) t = tiempo considerado (seg)

t = 5min = 300s

Vgases = 0.021578x300 = 6.4734m3

Calculamos Q2:Q2 = ( = 27445.4764Kcal/m3

Q 2 = 27445.4764Kcal/m 3

3) Calor perdido por evaporacin del agua de formacin (Q 3):

[( ) )] Donde:

Q3=calor perdido por evaporacin del agua de formacin (Kcal/m3)H =cantidad de hidrogeno (%)

H=0.1764Tc =temperatura de combustible (C) = 28CTg= temperatura de gases de escape (C) = 275C

Q3 = 1.5876((100-28)+322.4069 + 0.3997(275 -100)) = 737.209 Kcal/m3

Q 3 = 737.209 Kcal/m 3

4) Calor perdido por humedad del aire (Q 4):

( ) ( ) Donde:

Q4=calor perdido por humedad del aire (Kcal/m3)=0.2664 Kcal/ m3. K

TBS =temperatura de bulbo seco (C)Tg= temperatura de gases de escape (C)

Vgases = volumen de gases de escape (m 3)

Q4 = ( = 18226.24349 Kcal/m3


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Q 4 = 18226.24349 Kcal/m 3

5) Calor perdido por combustin incompleta (Q 5):

Dnde:

Q5=calor perdido por combustin incompleta (Kcal/m3)C= cantidad de carbono (%)

C=0.8286

{

%O2 = 3.3%CO2=11.7

CO = 319ppm %CO=0.0319

6) Calor perdido por fugas y radiacin (Q 6):

Debido a que este tipo de prdida no se puede calcular directamente, lo haremosindirectamente de la siguiente forma:

Donde:

Q6=calor perdido por fugas y radiacin (Kcal/m3) =sumatoria de los calores de perdida calculados anteriormenteConsiderando GLP: mezcla 60% propano y 40% butano, de tabla tenemos:

Q6 = 6375197.889 (7333368.3780+27445.4764+737.209+18226.24349+5.7855)


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Q 6 = 5595414.79 kcal/m 3

7) Clculo de la eficiencia de la caldera:

n = 1 5641829.51/ = 11.5 %


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OBSERVACIONES

El combustible usado es GLP, para el laboratorio se consider 60%propano y 40% butano, pero realmente no se sabe la composicinexacta del GLP del laboratorio.

La densidad del combustible se consider 538.383 Kg/m3 @15Cdato extrado de una diapositiva de OSINERMIN. Si bien el error no esmucho pero la temperatura del combustible al ingreso fue de 28C.

No se puedo determinar en la experiencia la composicin de los gasesde escape, para el desarrollo del presente informe se consider lacomposicin de una experiencia pasada. Esto nos genera

incertidumbre con respecto a los resultados obtenidos de laexperiencia. Debido a que las condiciones de trabajo no fueron lasmismas que en dicha experiencia pasada.

La presin de vapor en la cual se trabaj si bien se consider Pv =110psi en la experiencia no se puedo llegar a uniformizar con ayuda delas valvular, pero se tom un valor entre su rango de variacin.

En el clculo de caudal de combustible, para el caudalmetro placaorificio, en la ecuacin no se consider el coeficiente de descarga C , elcual depende del nmero de Reynolds y (factor de obstruccin).

Donde = D2 / D1

Las prdidas de calor que ocurren en el caldero se deben en mayor

parte a las prdidas de calor por radiacin, conveccin y otros (30.2 %

y 8.54 %), lo que nos indica el estado de uso y antigedad delgenerador. Debido al poco tiempo, solo se pudo realizar solo una toma de datos, el

cual nos obliga a depender de nicos valores para el clculo delbalance de la caldera. Tambin as impidindonos comparar eficienciaspara varias condiciones de la caldera.


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CLONCUCIONES

Observando el resultado obtenido, una eficiencia de 11%, nos lleva apensar que se realiz una mala prctica al momento de la toma dedatos, y tambin que la caldera tiene muchas prdidas debido a suantigedad.

.


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BIBLIOGRAFA

1. http://www.calderasintesa.com/master.html 2. http://es.wikipedia.org/wiki/Ciclo_de_Rankine

3. http://es.wikipedia.org/wiki/Gas_de_Camisea

4. http://www.coes.org.pe/wcoes/coes/estadistica/EstadisticaDiaria.aspx
http://www.calderasintesa.com/master.htmlhttp://www.calderasintesa.com/master.htmlhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ciclo_de_Rankinehttp://es.wikipedia.org/wiki/Ciclo_de_Rankinehttp://es.wikipedia.org/wiki/Gas_de_Camiseahttp://es.wikipedia.org/wiki/Gas_de_Camiseahttp://www.coes.org.pe/wcoes/coes/estadistica/EstadisticaDiaria.aspxhttp://www.coes.org.pe/wcoes/coes/estadistica/EstadisticaDiaria.aspxhttp://www.coes.org.pe/wcoes/coes/estadistica/EstadisticaDiaria.aspxhttp://es.wikipedia.org/wiki/Gas_de_Camiseahttp://es.wikipedia.org/wiki/Ciclo_de_Rankinehttp://www.calderasintesa.com/master.html

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