Funcionamiento calefactor tiro balanceado

Trabajo Práctico Integrador de Físico Química
Curso: 3º secundaria

Introducción

En el siguiente trabajo práctico integrador se intentara explicar el funcionamiento de un calefactor de tipo tiro balanceado, aplicando en el desarrollo los conocimientos adquiridos durante el año. Al mismo tiempo se hará una comparación con el funcionamiento de los calefactores tradicionales explicando lasdiferencias en las reacciones químicas y físicas correspondientes.


Calefacción de tiro balanceado

Los calefactores de Tiro Balanceado, tienen una doble comunicación al exterior, por medio de la cual toman el oxígeno del exterior y despiden los productos de combustión al exterior, cuenta con una cámara estanca aislada respecto del ambiente a calefaccionar, puede instalarse en todo tipo deambientes, inclusive baños y dormitorios. A diferencia de las estufas de cámara abierta que eliminan todo el calor al ambiente que calefaccionan, tienen un rendimiento térmico que es bastante inferior.



¿Cómo se genera el calor?

La estufa genera el calor mediante la combustión de un gas (gas natural) en un quemador. La combustión es un proceso químico que requiere de dos ingredientesbásicos: un combustible, como el gas en este caso, y un oxidador, generalmente oxígeno del aire. A diferencia de otras reacciones químicas, la reacción de combustión es visible, gracias al humo y las llamas. Las llamas se producen cuando una gran cantidad de energía liberada genera luz.
El gas natural es fuente de energía, de origen fósil, es una mezcla de diferentes clases de gases que reaccionan muybien con el oxígeno mediante su combustión. Se encuentra en las profundidades de la tierra, muchas veces compartiendo los mismos depósitos que el petróleo y el carbón. El 90% de su composición está dada por carbono e hidrógeno, del cual su mayor referente en cantidad es el metano, acompañado por otros gases, como el etano, propano, butano, nitrógeno y CO2. El gas natural comercial es inodoro,incoloro, no tóxico y más liviano que el aire. Es así como al gas de uso doméstico se le agrega un poco de metil-mercaptano, para que sea fácil detectar una fuga e impedir su combustión espontánea.
La combustión del gas esta dada por la siguiente reacción:
 CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O


¿Cómo se transmite el calor?

Los procesos físicos por los que se produce la transferencia de calor son laconducción, la radiación y la convección. La conducción requiere contacto físico entre los cuerpos que intercambian calor. En la radiación no hace falta que los cuerpos estén en contacto ni que haya materia entre ellos, y la convección se produce a través del movimiento de un líquido o un gas en contacto con un cuerpo de temperatura diferente.

En el caso de la calefacción a gas, el calor producido por lacombustión es transmitido al ambiente mediante radiación. la radiación es un método de transferencia de calor que no precisa de contacto entre la fuente de calor y el receptor. Por radiación nos llega toda la energía del Sol. Al llegar a la Tierra empieza un complicado ciclo de transformaciones: la captan las plantas y luego la consumimos nosotros, el agua se evapora, el aire se mueve. Laradiación se produce cuando los electrones situados en niveles de energía altos caen a niveles de energía más bajos. La diferencia de energía entre estos niveles se emite en forma radiación electromagnética. Cuando esta energía es absorbida por los átomos de una sustancia los electrones de dichos átomos "salten" a niveles de energía superiores.
En los sólidos, la única forma de transferencia de calor esla conducción. Si se calienta un extremo de una varilla metálica, de forma que aumente su temperatura, el calor se transmite hasta el extremo más frío por conducción. Los materiales como el oro, la plata o el cobre tienen conductividades térmicas elevadas y conducen bien el calor, mientras que materiales como el vidrio o el amianto tienen conductividades mucho menores; conducen muy mal el...