eficiencia par hornos

DISEÑO DE EQUIPOS E INSTALACIONES

TEMA 8

HORNOS y CALDERAS
(FIRED HEATERS)
ÍNDICE
8.- HORNOS Y CALDERAS.......................................................................................... 8.1
8.0.- OBJETIVO .................................................................................................. 8.1
8.1.- TIPOS DE CALENTADORES POR COMBUSTIÓN................................ 8.1
8.1.1.- Tipo de caja o cabina ................................................................... 8.2
8.1.2.- Tipo cilíndrico vertical ................................................................... 8.3
8.2.- CÁLCULOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR EN HORNOS ............... 8.4
8.2.1.- Balance de calor........................................................................... 8.58.2.2.- Eficiencia del horno ...................................................................... 8.5
8.2.3.- Dimensiones del tubo y del horno................................................ 8.6
8.2.4.- Variables del horno....................................................................... 8.6
8.2.5.- Liberación de calor .......................................................................8.8
8.2.6.- Estimación de la sección radiante................................................ 8.8
8.2.7.- Configuración de la zona de radiación....................................... 8.10
8.2.8.- Solución de las ecuaciones de Lobo-Evans .............................. 8.11
8.2.9.- Factores que controlan la radiación de la llama ........................ 8.12
8.2.10.- Solución de las ecuaciones dela zona Radiante .................... 8.17
8.2.11.- Temperaturas en la sección de convección ............................ 8.18
8.2.12.- Configuración del banco de tubos de convección ................... 8.20
8.2.13.- Diseño de los tubos de choque................................................ 8.20
8.2.14.- Diseño de los tubos de convección con aletas........................ 8.21
8.2.15.-Dimensionado de la chimenea................................................. 8.24
8.2.16.- Operación del horno................................................................. 8.26
8.3.- ESTIMACIÓN DE COSTES .....................................................................8.27
8.4.- EJERCICIOS ............................................................................................ 8.288.5.- PROBLEMAS ........................................................................................... 8.29
BIBLIOGRAFÍA
[1]
PROCESS COMPONENT DESIGN. P. Buthod & all, Capítulo 9 “FIRED
HEATERS”. Universidad de Tulsa .Oklahoma
[2]
CHEMICAL PROCESS EQUIPMENT, SELECTION AND DESIGN Stanley M.
Walas. Section 8.11 “Fired Heaters”. Butterworth-Heinemann
[3]
MANUAL DEL INGENIERO QUÍMICO.Perry & Chilton.

DISEÑO DE EQUIPOS E INSTALACIONES

8.-

HORNOS Y CALDERAS.

8.0.- OBJETIVO.
Un CALENTADOR POR COMBUSTION (FIRED HEATER) (en adelante HORNO) es
un intercambiador de calor en el que el fluido de proceso fluye dentro de tubos y se
calienta por radiación procedente de una llama de combustión y por convección desde
los gases calientes de esta.
El objetivo de este tema es:1.-

Conocer los diferentes tipos de hornos y sus aplicaciones.

2.-

Introducir las fórmulas de diseño de HORNOS, contemplando los mecanismos
de transmisión de calor, temperaturas de los gases, determinando las
dimensiones de la tubería, volumen del horno y chimenea.

8.1.- TIPOS DE CALENTADORES POR COMBUSTION.
Normalmente los hornos se dividen en tres partes:
Sección RADIANTE: dondelos tubos están en presencia de la llama. En esta parte la
transmisión de calor es por radiación en un 80 % aprox y un 20 %
por convección de la circulación de gases calientes alrededor de
los tubos.
Sección de CONVECCION: Los tubos están fuera del alcance de la llama. Los gases
caliente se direccionan a través del paquete de tubos. El calor
transmitido es por radiación del CO2 y H2O en...