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COMPONENTES AUXILIARES.
SISTEMA DE ALIMENTACION DE AGUA
DETERMINACIÓN DE LAS DIMENSIONES DEL TANQUE DIARIO DE AGUA: Teniendo en cuenta que le flujo de vapor es de 4398. 84 𝑘𝑔 ⁄ℎ y es continua, el caudal es 4.398 𝑚^3 /h = 1. 22 ∗ 10 −^3 𝑚^3 𝑠𝑔
Se puede considerar como agua de reposición la tercera parte del caudal requerido por la caldera: 𝑄𝑟𝑒𝑝𝑜𝑐𝑖𝑠𝑖𝑜𝑛 =
𝑚^3
Asumiendo en este caso un volumen almacenado con una garantía de suministro de agua de 12 hora, además se debe considerar que el depósito de agua es cilíndrico y con las siguientes dimensiones: 𝐿𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑 = 3 ∗ 𝑑𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 Por lo tanto, el volumen garantizado de agua es igual a: 𝑉𝑡𝑎𝑛𝑞𝑢𝑒 = 12 ∗ 1. 466 = 17. 59 𝑚^3 Hallamos el diámetro del tanque:
- 59 =
∗ 𝑑𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜^3
Por lo consiguiente la longitud del tanque es: 𝐿𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑 = 1. 95 ∗ 3 = 5. 85 𝑚 Figura N° 9 Dimensiones del tanque de agua de alimentación de agua Fuente: Elaboración propia
1.95 m
5.85 m
DIMENSIONAMIENTO DE LA BOMBA: Se tiene el siguiente circuito de alimentación de agua. Además, asumiendo un diámetro de descarga igual 1 ¼” y un diámetro de succión igual a 2”. Figura N° 10 Circuito de alimentación de agua Fuente: Elaboración propia Hallamos la altura de bombeo, aplicando la ecuación de Bernoulli entre 2 puntos. 𝑃 1 𝛾
Como la velocidad 𝑉 1 = 0, a la entrada de la tubería de succión, tenemos: 𝐻𝐵 =
CALCULO DE LAS PERDIDAS PRIMARIAS Y SECUNDARIAS DE LAS TUBERÍAS DE
SUCCION:
Para el Diámetro nominal de 2” tenemos Diámetro interior de 49.245 mm. Aplicando la ecuación de continuidad para poder hallar la velocidad del agua que pasa por las tuberías de succión: 𝑄 = Á𝑟𝑒𝑎 ∗ 𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑄 = 𝜋 ∗
𝐷𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜^2
1. 22 ∗ 10 −^3
𝑚^3
La velocidad del fluido que pasa por las tuberías de succión es 1.26 m/seg (es una velocidad que se encuentra dentro del rango sugerido (0.3 a 2.5 m/sg) Teniendo en cuenta el texto de Mecánica de fluidos de MOTT se determinan los coeficientes de los accesorios: 2 de 90°: 𝐿𝑐𝑜𝑑𝑜𝑠 𝐷𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑖𝑜𝑟
- Válvula de compuerta completamente abierta: 𝐿𝑣𝑎𝑙𝑣𝑢𝑙𝑎 𝐷𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑖𝑜𝑟
Así mismo se determina la perdida longitudinal por tramo de tubería de descarga. Tubería: 𝐿𝑡𝑢𝑏𝑒𝑟𝑖𝑎,∅= 1 1 ⁄ 4 "
Salida: k=1, tenemos: 𝐿𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎 ∅ =^47 →^ 𝐿𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎^ =^47 ∗^0.^0335052 =^1.^647 𝑚
Se tienen las pérdidas longitudinales totales del sistema de descarga:
Luego la pérdida en la tubería de descarga se calcula según la ecuación de Darcy Weisbach: 𝐻𝑝𝑑 = 𝑓 ∗
𝐿 ∗ 𝑣^2
Aplicando un factor de fricción de 0.017. 𝐻𝑝𝑑 = 0. 017 ∗
DETERMINACION DE LA POTENCIA DE LA BOMBA DE AGUA:
Las pérdidas totales del sistema son igual a: 𝐻𝑓 = 𝐻𝑝𝑠 + 𝐻𝑝𝑑 𝐻𝑓 = 0. 0845 + 0. 765 = 0. 8495 Reemplazamos en la ecuación de Bernoulli:
9. 8 𝑘𝑁/𝑚^3
Agregamos un 10% para compensar las pérdidas en las tuberías: 𝐻𝐵 = 123. 58 𝑚 ∗ 1. 1 = 135. 94 𝑚 La Potencia mecánica de la bomba es igual a: 𝑃𝐵 =
103 ∗ 9. 81 ∗ 135. 94 ∗ 1. 22 ∗ 10 −^3
𝑚^3
103 ∗ 9. 81 ∗ 135. 94 ∗ 1. 22 ∗ 10 −^3
𝑚^3
Asumiendo una eficiencia de 85% del motor eléctrico, determinamos la potencia del motor eléctrico: 𝑃𝐵 =
CALCULO DE LA CHIMENEA DE TIRO NATURAL:
CRITERIOS:
Se tiene en cuenta los siguientes criterios: Velocidad de los gases de la combustión saliente por la chimenea de 10 m/sg, recomendada según el texto de Hornos Industriales de Trinks. Temperatura de gases de la combustión igual a 180 °C , valor recomendado para un adecuado aprovechamiento de gases de la combustión dentro de un caldero pirotubular cuando se combustiona con petróleo residual (Fuente : Conae Comisión Ahorro de Energía de México y Manual II de Diagnósticos y Racionalización de la Energía de la Universidad Nacional del Santa ) Densidad de los gases de la combustión igual a 1.3 kg/m 3 Relación aire/combustible estequiométrico de 14.7 kg aire/kg de combustible para el Petróleo R500, a lo cual se considera un exceso de aire entre 25 a 30 % para una buena combustión. Por lo tanto, la Relación aire/combustible real es igual a: 𝑅𝑎 𝑐 𝑟𝑒𝑎𝑙^
DIMENSIONES DE LA CHIMENEA:
