Tema 7: Generación de Energía Térmica - Sistemas de Transformación de Energía - Prof. Khan, Apuntes de Ingeniería Industrial

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TECNOLOGÍA ENERGÉTICA III :^

Sistemas de Transformación de Energía.Tema 7: Generación de energía térmica

Tema 7: Generación de energía térmica

|^ Combustión – Combustibles |^ Reacción [

combustible -comburente

]⇒ calor

|^ a un nivel térmico aprovechable. |^ El^ quemador

es el encargado de que la mezcla sea la apropiada. | La cantidad de calor por unidad de masa que desprende uncombustible al quemarse es el

Poder Calorífico

(kJ/kg).

|^ – PCI

(el vapor de agua de los humos no condensa) |^ – PCS

(se condensa el vapor de agua de los humos)

|^ La combustión completa se llama

estequiométrica,

todo el carbono se oxida en CO2.^ z^ C + O2= CO212 g de C necesitan 22,4 litros de O2^ z^ H2+ 1/2 O2= H2O2 g de H2necesitan 11,2 litros de O2^ z^ S + O2= SO232 g de S2necesitan 22,4 litros de O2 | La^ combustión incompleta

se produce si existe CO

en los humos. | El aire contiene el 21% deO2 ,se necesitan 4,76 vecesmás de aire. | Conociendo la composición del combustible es posibleconocer la cantidad de oxígeno necesaria.

|^ Combustible

(m3/m3) de aire

Etano

16,

Propano

12,

Butano

11,

El exceso de aire no es deseable, es una masa que absorbe calory disminuye la Tª final y el nivel energético.

|^ Los combustibles se clasifican en: sólidos, líquidos y gases. |^ Propiedades

de los combustibles |^ Potencia o poder calorífico

; el superior y el inferior.

|^ Límite de inflamabilidad

: porcentajes de combustible y aire en

la mezcla, a presión y temperatura para que sea de formaautosostenida | Velocidad de propagación de la llama

: en un frente gaseoso.

|^ Temperatura de ignición

;^ punto de inflamación

(combustibles líquidos); temperatura a la cual la velocidad decombustión es lo suficientemente elevada para que lacombustión se propague | Indice Wobbe

; (combustibles gaseosos),es el cociente entre el PCS y la raíz cuadrada de la densidad relativa respecto del aire(MJ/m3). | Marca tres familias : | A (23,86 a 31,4 gas ciudad); | B(41,28 a 57,99 gas natural) | C (77,46 a 92,4 GLP).

Quemadores

|^ Es el dispositivo que

pone en contacto el

combustible y el comburente encantidades y condiciones adecuadas

.

|^ Para combustibles sólidos

: parrillas,

mala regulación, están en desuso. | Para combustibles líquidos

: valvulería ,

filtros, elementos de control y de seguridad.

|^ De pulverización asistida, o porinyección de fluido auxiliar^ Sólo para combustibles pesados,juntocon ellos se se inyecta un fluidoauxiliar formando una mezcla que sepulveriza fácilmente.

|^ Rotativos, de pulverización centrífugaCentrífuga^ Una copa que gira a gran velocidad,distribuye el combustible y lo lanzaperimetralmente hacia delante en forma detronco de cono. Al tener elementos móviles,requieren un mantenimiento más cuidadosoque los de pulverización mecánica, si bienson menos propensos al ensuciamiento.

|^ Quemador atmosférico : |^ la presión del gas provoca la aspiración delaire (primario) para la combustión (entre el40 y el 60% del necesario),el aire necesariose completa en el propio quemador a laaltura de la llama. |^ La regulación de potencia se controla con lasección de paso del combustible.

|^ Quemador de premezcla :^ el aire, incluido el exceso ,se mezclacon el gas antes del quemador, noexistiendo aire secundario.

Quemadores mixtos

:

|^ pueden quemar simultáneamente o porseparado más de un combustible. |^ Se utilizan en grandes calderas para darseguridad de servicio |^ Si se instalan

dos quemadores diferentes

con los que se puede realizar un control dela potencia suministra en escalones; éstossuelen ser de distinta potencia, de maneraque se tengan tres escalones deregulación.

CALDERAS – HOGARES |^ Calderas de fundición^ Constituida por elementos, la transmisión decalor tiene lugar en el hogar, área deintercambio pequeña y rendimientos bajo;tienen poca pérdida de carga en los humos ypor ello suelen ser de tiro natural.