Transferencia De Calor Por Convección Desde Los Productos De Combustión

Transferencia de calor por convección desde los productos de combustión
Las zonas que recorre el flujo de humos, donde se produce la transferencia de calor en una instalación de fuerza son:
hogar: recinto dentro del cual se produce la combustión, constituido por un gran numero de tubos, zona donde se encuentran los quemadores y se produce la transferencia de calor por radiación mayormente.zona de humos : los humos que salen del hogar pasan en primer lugar a través de una pantalla de tubos que contienen agua en proceso de vaporización.
Sobrecalentadores: Zona donde el vapor saturado consigue temperaturas de sobrecalentamiento por elevacion de su temperatura.
Economizadores: Zona donde el agua de alimenatacion se calienta para aprovechamiento energetico.
Calentador de aire: últimocomponente de transferencia de calor que se encuentra en el flujo de humos

En una caldera, los mecanismos de transferencia de calor tienen lugar simultáneamente, y son:
- Radiación en sólidos, entre las partículas sólidas en suspensión, tubos y materiales refractarios
- Radiación no luminosa de gases, proveniente de los gases de combustión
- Convección, desde los gases de combustión hacialas paredes del hogar
- Conducción, a través de las deposiciones de ceniza (escoria y polvo), hacia el metal de los tubos
Las diferentes clases de un mismo tipo de combustible la geometría del hogar que es compleja, el perfil de las llamas y la longitud desarrollada por las mismas, influyen en la distribución y la absorción de calor en el hogar que influye en el “h” convectivo de la ley denewton. Los problemas de conveccion en la transferencia de calor son considerablemente mas difíciles que los que se encuentran en la conducción y con demasiada frecuencia es imposible encontrar soluciones analíticas.
Los humos que salen del hogar pasan en primer lugar a través de una pantalla de tubos que contienen agua en proceso de vaporización; estos tubos con-trolan la radiación que llega a lostubos que configuran la superficie del sobrecalentador. La transferencia de calor por convección y radiación íntertubular hacia los tubos de la pantalla, se calcula asumiendo una temperatura de humos a la salida de la pantalla, (en este caso 1920ºF) que se comprobará a posteriori.
La transferencia de calor para esta superficie es:
Q ( Btu/h) = U A LMTD = mg cp ΔTg = mg cp (T1humos- T2humos )bancotubular
siendo:
U = h gas = h gas(rad) + h gas(conv) el coeficiente global de transmisión de calor del lado de humos, con resistencia de película despreciable agua y pared
LMTD, la diferencia de temperaturas media logarítmica entre los humos y el agua saturada
mg el flujo másico de humos, (lb/h)
T1humos banco tubular la temperatura de los humos a la entrada del bancotubular
T2humos banco tubular la temperatura de los humos a la salida del banco tubular

pelicula entre la superficie intercambiadora y los gases de combustión

La resistencia de la pelicula de humos es mucho menor que la resistencia de la película de vapor, que no se puede despreciar en el cálculo del coeficiente global de transferencia de calor.
La temperatura de los humos a la entrada a lazona de humos está relacionada con el aporte de calor por el combustible y con la efectividad de las paredes del hogar.

Relación entre la Temperatura de los humos a la salida del hogar y la difusividad, para algunos combustibles

La transferencia de calor por convección y radiación íntertubular hacia los tubos de la pantalla, se calcula asumiendo una temperatura de humos a la salida de lapantalla que se comprobará a posteriori.
Para obtener la velocidad másica de humos Gg hay que tener presente la masa del flujo de humos:
mg (lb/h), y el área libre mínima de paso del flujo de humos Ag, datos de Tablas
Gg = mg / Ag

Temperatura de película del lado de humos:
T °película humos = Ts + LMTD
2
Ts :...