Chimeneas

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CHIMENEAS

1. DEFINICION.

Una chimenea es un sistema usado para evacuar gases calientes y humo de calderas, calentadores, estufas, hornos, fogones u hogares a la atmósfera. Es un conducto para la evacuación de los humos procedentes de una combustión hacia la atmósfera. Sistema de calefacción de muy bajo rendimiento formado por un hogar abierto donde arde el combustible y una conducción dehumos situada inmediatamente encima, por donde salen los humos al exterior.

2. DEFINICIÓN DE LOS GASES A EVACUAR O DISPERSAR

Composición de los Humos

Para determinar las características de una chimenea es imprescindible conocer el tipo de fluido que se espera que circule por ella.

Normalmente se trata de humos producto de la combustión de combustibles fósiles (carbón, derivados líquidoso gaseosos del petróleo), madera, etc., en aire ambiente.
Sin embargo, aun en estos casos, hay que tener en cuenta la posible “contaminación” de estos humos con sustancias desprendidas de los procesos en los que intervienen, como por ejemplo, los hornos de reverbero.

En el caso frecuente de combustibles líquidos (fuel-oil, gasoil, etc.) o gaseosos (hidrocarburos gaseosos o “gas natural”),estos humos se componen de:

• N2: procedente del aire comburente.

• CO2 y H2O (vapor): procedentes de la combustión de los hidrocarburos, junto con pequeñas cantidades provenientes de la propia composición de aire comburente.

• O2: procedente del aire comburente en exceso respecto al necesario para una combustión estequiométrica.

• NOX: si la temperatura alcanzada por la llama supera los1.300ºC en alguna zona, la combinación del nitrógeno del aire (o de los compuestos nitrogenados presentes en el combustible) con el oxígeno se realiza a velocidades apreciables, contaminando los humos con óxidos de nitrógeno en proporciones suficientes como para sobrepasar las normativas de ciertos países.

• SOX: algunos combustibles, especialmente los líquidos, contienen azufre en proporcionesque pueden variar entre menos de un 1% (combustibles B.T.S.) hasta algo más de un 5% (fueles pesados) que combinado con el oxígeno del aire, da lugar a diferentes compuestos de azufre, todos ellos considerados como contaminantes por las administraciones de diferentes países

• CO: resultado de una combustión incompleta

• Radicales libres, partículas sólidas (fundamentalmente de carbono) yotros productos, procedentes de impurezas en el combustible (metales pesados), aunque todos ellos en muy pequeñas proporciones.

A título de ejemplo, en la tabla adjunta puede verse composiciones típicas de humos producidos por la combustión estequiométrica de un combustible líquido y un “gas natural” en aire, comparadas con la del aire ambiente (con una humedad relativa de un 50%).

ComponenteAire Con Fuel oil Con Gas Natural
CO2 0,05 20,8 15,4
HO2 0,56 7.6 12,4
SO2 0,00 0,4 0,0
N2 75,05 70,0 70,9
O2 23,07 0,0 0,0
Ar 1,27 1,1 1,2
Otros - 0,1 0,1
Calor específico|
Kcal/Kg/ºC 0,23 0,25 0,26
Densidad, Kg/m3 1,288 1,311 1,254
Kg aire/Kg comb. - 14 17
Composiciones en % en peso

Las propiedades de los humos se asemejan a las del aire ambiente (con un 50% de humedadrelativa).

Normalmente, la combustión se realiza en ambientes con exceso de aire comburente respecto de la proporción estequiométrica, llegándose a duplicar o triplicar esta proporción. En estos casos con más motivo, las propiedades de los humos se acercan a las del aire. Por estas razones, y a efectos de cálculos técnicos y en una primera aproximación se pueden tomar como propiedades de los humos de lacombustión de derivados del petróleo, las del aire.

3. LA SECCIÓN DE PASO DE HUMOS POR LA CHIMENEA

La velocidad mínima de evacuación de los humos por la coronación de la chimenea suele venir fijada por la normativa correspondiente de la Administración Pública del lugar.

A modo de orientación, puede decirse que las velocidades medias deberían oscilar entre un mínimo de 5 m/s y los 17...
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