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........................................................................... 8.5 8.2.2.-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 de la zonaRadiante .................... 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 lachimenea................................................. 8.24 8.2.16.- Operación del horno................................................................. 8.26 8.3.- ESTIMACIÓN DE COSTES .....................................................................8.27 8.4.- EJERCICIOS ............................................................................................ 8.28 8.5.- 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.

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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: 1.2.Conocer los diferentes tipos dehornos y sus aplicaciones. 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: donde los tubos están en presencia de la llama. En esta partela 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 los gases calientes además del calor por convección. Los tubos...