Evaluación de la capa límite termocinética para obtener la eficiencia térmica del caldero a vapor de 800 bhp de la empresa TASA - Cordero Cuisano, Cancio Mavilo (2019)
La presente investigación tuvo como objetivo determinar la influencia de la capa limite termo cinética en la eficiencia térmica de un caldero pirotubular a vapor de 800 BHP, y como objetivos específicos caracterizar el régimen de flujo de gases y los parámetros térmicos de combustión, además representar gráficamente la relación entre el desarrollo de la capa limite cinética y térmica y determinar la producción de vapor y la eficiencia térmica por ambos métodos de análisis. El método de investigación es cuantitativo, y aplicado ya que se realizaron mediciones de composición de gases con los que se obtuvieron resultados de la composición porcentual de las pérdidas empleando la (N.T.P.350.300.2002); y teoría de capa limite termo cinético, para determinar la eficiencia térmica empleando correlación para flujo interno en convección forzada en tuberías para luego al aplicar la teoría de capa limite. Además, para el tratamiento de la información se empleó las técnicas estadísticas y como instrumentos se utilizó el block de notas donde se registró datos de mediciones de campo. El tipo de selección de la muestra en no probabilisto debido a que se eligió directamente al caldero de 800 BHP, de una población de 5 calderas. Mediante la caracterización de los gases se obtiene un flujo másico de ............................. , del análisis de gases de combustión, se obtuvo 6.5% de oxígeno en volumen de gases,12.5% en volumen de dióxido de carbono (CO2), 45 ppm CO vol,548 ppm SOx en vol, el índice de opacidad es de 3, el exceso de aire medido es de 42.9% y la eficiencia de combustión 88.9%.El espesor de capa limite cinemático es de , calculado a partir del coeficiente de fricción de la tubería , la viscosidad cinemática y la velocidad de flujo de gases a 14.495 m/s y la capa limite calculada con la correlación de Von Karman , a una distancia y=5mm, de la pared interna del tubo es de , obteniéndose un flujo de calor de ̇ , representando el del calor teórico que desarrolla el caldero al usar su equivalente de 9.81*800 BHP=7848 kW.El espesor de capa limite térmica, medido a 5cm de la longitud de entrada del tubo de gases es de , luego evaluando el espesor de capa limite desde 8/s a 17.5 m/ a una distancia de 1m de la entrada del tubo de gases se obtuvo un espesor de capa límite térmica de 0.039880 m. 6 El flujo de calor transferido mediante correlaciones de capa limite es de , y el calor obtenido mediante la combinación del coeficiente convectivo obtenido por caspa límite térmica , con el coeficente externo del agua , es de ...................... La eficiencia térmica obtenida mediante el método indirecto es de 82.3% con un flujo másico de vapor de , y la eficiencia obtenida a partir del análisis de capa límite es de 81.54%, con un flujo de vapor estimado de