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EVALUACION DE LA EFICIENCIA TERMICA
I.- OBJETIVOS:
evaluar a la eficiencia de la caldera.
Efectuar un balance energético en la caldera.
Determinar la cantidad de vapor que produce.
Identificar las partes principales de las calderas de vapor.
II.-FUNDAMENTO TEORICO:
1. DEFINICION DE CALDERAS:
Una caldera se puede definir como un reactor y un recipiente a presión, cuya función es la degenerar energía térmica y transferida a procesos que requiere de la misma.
La función básica del sistema generador de vapor es convertir agua en vapor a una presión y temperatura previamente determinada. Este cambio de estado es producido de una combustión.
Las calderas básicamente se construyeron con diseños pirotubiulares y acuotubulares, las calderas pirotubulares pueden ser verticales uhorizontales.
CALDERAS PIROTUBULARES VERTICAL:
Este tipo de calderas se caracterizan por que los gases de la combustión fluyen por el interior de los tubos y por el exterior a estos se halla el agua. Las principales ventajas de este tipo de caldera son su alta simplicidad de construcción, bajo requerimientos de tratamiento de agua, alcanzan elevadas eficiencias.
2. PARTES BASICAS DE LA CALDERA:CALDERA PROPIAMENTE DICHA: denominado también tambor de vapor o domo principal, el cual contiene un determinado volumen de agua y vapor, que recibe calor que le ceden los productos de la combustión a través de las placas, tubos y cámara de combustión.
HOGAR O CAMARA DE COMBUSTION: denominado también flue u horno de la caldera, aquí se realiza la combustión y el proceso de transferencia de calor porradiación.
EL CONDUCTO DE HUMOS O TUBOS DE FUEGO: es por donde los productos de la combustión salen desde el hogar para pasar a la chimenea.
CHIMENEA: conducto por donde se eliminan los productos de la combustión.


II.- MATERIALES Y EQUIPOS:
Caldero pirotubular vertical con todo el instrumental.
Agua tratada.
Combustible diesel 2.
Cronometro.
Termómetro.
PROCEDIMIENTOS:
Registre latemperatura ambiente.
Verifique la cantidad de combustible a utilizar.
Una vez alcanzado el estado estacionario, mida el caudal del agua de inyección a la caldera.
Observe la presión máxima y mínima de operación del caldero (presión de saturación).
Registre la temperatura del agua de alimentación.
Mida la temperatura superficial de la caldera.
Registre el valor final del medidor de flujo de lalínea de alimentación.
III.- TOMA DE DATOS:
DATOS A TOMAR
VALOR
altura inicial del nivel en el tanque de combustible

Tiempo de operación de la caldera en estado estacionario

Valor inicial del medidor de flujo una vez alcanzado el estado estacionario.

Temperatura del agua de alimentación.

Temperatura del combustible.

Presión de salida del vapor.

Altura final del nivel en eltanque de combustible.

Diámetro interno del tanque del combustible.

Valor final registrado por el medidor del flujo.


IV.- CALCULOS:
CÁLCULO DEL CALOR GENERADO PARA EVAPORAR 1700 lb/hora

Base de cálculo para: 1 hora

Q = m (H2 - H1) ---------------- (a)
Donde:
Q = Cantidad de calor requerido
m = Masa del vapor
H1 =Entalpía del agua de alimentación
H2 = Entalpía de vapor a120 PSI

Por las tablas de termodinámica tenemos los siguientes datos de entalpía

15°C ; 59 °F 27.06 BTU/lb
120 PS I 341.25°F 1190.4 B.T.U/lb

Reemplazando en la ecuación (a) se tiene:

Q = 1700 1b (1190.4 – 27.06) B.T.U/lh
Q = 1977678 B.T.U

Para obtener una cantidad de calor necesario se debe considerar un 20%más, de lo calculado según código y así tener una cantidad total de diseño: (código A.S.T.M)

Qt = 1977678 *1.2
Qt = 2373213.6 BTU

CALCULO DEL PETRÓLEO QUE CONSUMIRÁ EL CALDERO:

Se determina por la siguiente relación.
Mp = ------------------- (b)
Donde:
Mp = Masa del petróleo necesario
Q = Cantidad de calor requerido
Pc = Poder...