Caldera Y Hornos
Enviado por hiansamo1 • 22 de Julio de 2013 • 4.183 Palabras (17 Páginas) • 311 Visitas
CIRCULACIÓN.
Es el movimiento del agua, vapor y de la mezcla de ambos dentro de un generador
de vapor acuotubular a través de los tubos calentados, con la finalidad de incrementar la
producción del vapor en comparación de un generador pirotubular. Una circulación
adecuada hace que el fluido enfriador absorba calor desde la superficie metálica del tubo a
una tasa que mantiene la temperatura del tubo a las condiciones de diseño o por debajo de
éstas.
Existen cuatro tipos fundamentales de circulación, su aplicación depende de la
presión, tamaño de la unidad, modo de operación planeado y de la filosofía del fabricante.
1. Circulación Natural.
Es la selección predominante de todos los fabricantes para presiones subcríticas
bajas y medias. En este caso, no se utiliza ningún dispositivo mecánico para provocar el
flujo de agua. En el circuito mostrado en la figura 17, el vapor se forma en el lado de
calentamiento (elevadores). La mezcla fría del lado sin calentar (bajantes), ésta última pesa
más que la mezcla agua-vapor del lado de los elevadores. Lo que implica una diferencia de
densidades entre la columna del bajante y la del elevador.
Esto genera la fuerza que hace mover el fluido dentro del circuito de evaporación. A
esta fuerza se le denomina comúnmente Potencial de Circulación. Para estimar este
potencial se utiliza la expresión:
( D M )
Z
DP = r - r
144
Donde: Z: Diferencia de altura entre el nivel superior e inferior del
fluido en Pies.
rD: Densidad del líquido en el bajante en lbm/pie3.
rM: Densidad media de los elevadores.
La calidad
del vapor en el
tope del sistema
de circulación está
limitada por la
presión de
operación. Ya que
la cantidad de
calor que es capaz
de retirar una
porción de líquido
a medida que se
incrementa la
presión es cada
vez menor. A menor presión se puede llegar a tener mayor calidad sin que se quemen los
tubos. Esto produjo que los investigadores desarrollaran una expresión del “Top Dryness
FIg. 17 esquemas de circulación natural y asistida
22
Fraction” (TDFv por sus siglas en inglés) o fracción de sequedad en el tope, que es una
medida equivalente de la calidad mencionada anteriormente; pero, en forma volumétrica
sólo en función de la presión.
TDFv = 0,8 - 0,000133 (P - 250)
Donde: P: Presión manométrica en la caldera en psi.
Para la determinación de rM se suele asumir que la densidad varía linealmente con
la longitud del tubo, teniendo como extremos la densidad del líquido en el fondo (rM = rD)
y la densidad en el tope (rt). Esta última es establecida por el TDFv. Mientras menor sea la
densidad media (rM) mayor será el potencial de circulación, consecuentemente se podrá
tener mayor caudal y producción de vapor. De lo antes expuesto se obtiene la siguiente
expresión:
.( / 3 )
1
ln
lbm pie
t
W
W
t
W
M r
r
r
r
r
r
- ÷ ÷
ø
ö
ç çè
æ
÷ ÷ø
ö
ç çè
æ
=
La densidad en el tope puede ser obtenida como ya se dijo en función de la fracción
de sequedad del tope:
.( / 3 )
1
lbm pie
TDF V
TDF
W g
V
t ÷
÷
ø
ö
ç ç
è
æ
r =
Donde:
TDFW: Es la fracción de sequedad en el tope, pero por unidad de masa.
( ) (lbmvapor lbmtotal)
V TDF V
TDF V
TDF
...