Chimeneas

CÁLCULO DE LAS CHIMENEAS

Se van a calcular las chimeneas siguiendo las ITE 2.14 y 3.11 del RITE, que remiten a la norma UNE 123.001.

Estos son los datos de partida:

Combustible: gasóleo
Potencia del generador: 465 kW
Rendimiento del generador: 92 %
El hogar de la caldera está en sobrepresión, por lo que la presión de los humos a la salida de la misma es cero.
Altura de la chimenea:28 m
Exceso de aire en la combustión: sabemos por experiencia que la caldera y el quemador empleados trabajan con excesos de aire en el entorno del 5 %, incluso menos; se tomará 5% como valor para el cálculo
Temperatura del aire de entrada al quemador: 40 ºC
Temperatura media de los humos en la chimenea: 200 ºC (con una chimenea aislada discurriendo por el interior del edificio las pérdidas soncasi despreciables; en este caso, se sabe que del generador salen los humos a 205 ºC, así que tomamos 200 como valor medio en todo el recorrido de la chimenea)

El caudal másico de los productos de la combustión podrá calcularse, con muy buena aproximación, mediante la siguiente expresión:P
m = 1,2 ( PF + e PC ) -----------
n PCI

donde

m es el caudal másico, expresado en kg/s;

PF es el Poder Fumígero (cantidad de gases resultante de la combustión conaire estequiométrico de una unidad de masa o volumen de combustible, referida a las condiciones normalizadas), medido en Nm³/kg o Nm³/Nm³, según se trate de combustible líquido o sólido o bien gaseoso, respectivamente;

PC es el Poder Comburívero (cantidad estequiométrica de aire seco necesario para la combustión completa de una unidad de masa o volumen de combustible, referida a lascondiciones normalizadas), medido en Nm³/kg o Nm³/Nm³, según se trate de combustible líquido o sólido o bien gaseoso, respectivamente;

n es el rendimiento total del generador, referido al PCI del combustible (adimensional);

PCI es el Poder Calorífico Inferior del combustible, medido en kJ/kg o kJ/Nm³ según se trate de combustible líquido o sólido o bien gaseoso, respectivamente;

P esla potencia térmica útil del generador, expresada en kW;

e es el exceso de aire

Para el gasóleo: PCS: 43.100 KJ/Nm3; PCI: 42.300 KJ/Nm3; PC: 11.5; PF: 12,3.

Sustituyendo:

465
m = 1,2 ( 12,3 + 0.05 x 11.5 ) ---------------- = 0,1846 kg/s0,92 x 42.300

Para hallar el caudal volumétrico de los productos de la combustión, en m³/s, se dividirá el caudal másico, por la densidad media de los humos, oportunamente corregida por temperatura y altitud:

mv = ----------
(

donde la densidad media de los humos, en kg/m³, es:

101.325 ( 1- 0,00012 A )
(= -------------------------------------
R T
donde

A es la altitud sobre el nivel del mar, expresada en m;

R es la constante de elasticidad de los humos, expresada en J/(kg K);

La constante de elasticidad de los humos, definida como relación entre la...