Fórmulas

Balance térmico del generador de vapor Diagrama de Sankey

Método indirecto: Flujo de combustible

̇         Calor absorbido por el agua

Qu 

mv h g   hali mc

Calor perdido por gases de escape

            ( )             Calentamiento de la Humedad el Aire

 ⁄  ( )    

Calor perdido por evaporación del agua de formación

 [ ( )]            Calor perdido por combustión incompleta

Convección Radiación y Otros

 P CR   PCI  

Q mc

Método Directo Calculo de la energía útil: (Q U)

 ̇   ̇ 

Calculo química contenida en el combustible: (Q F)

Calculo de la eficiencia de la c aldera: (η)

        ̇̇  Potencia de caldera (BHP)

    ̇ ̇       Donde:



Balance térmico – caldera (combustible petróleo)

      ̇̇    ̇  ̇       ̇    ̇ [ ( )]   ̇     ̇ 

: Energía en forma de calor que recibe el agua en la caldera. (Energía térmica útil)

Calculo de

: Perdida de energía en forma de calor por formación de agua durante la combustión

del H2 en el combustible.

 0.15: Composición en masa del H 2 en el combustible.

 ̇    ̇ ( )     ̇̇                    ̇    ̇ ( ) ̇̇ ⁄       + ⁄ *     

: Perdida de energía en forma de calor por gases secos productos de la combustión.

 = 0.85: Composición en masa de carbono en el combustible.

: Perdida de energía en forma de calor por combustión incompleta.

: Perdida de energía en forma de calor por humedad del aire atmosférico.

: Humedad especifica

: Perdida de energía en forma de calor que no se determinan (Transferencia de calor,

tiro, etc.)

Eficiencia térmica del caldero Directo

  ̇̇       ̇ 

Indirecto

    ∑   ∑   Intercambiador de calor Temperatura promedio del aire

          Temperatura promedio del agua

Calculo el flujo másico del agua

̇     Calor transferido al agua

̇̇   ( ) ̇       ( )   Calculo del flujo másico de aire

̇   ̇     ̇ ̇  ̇      (  )        DMLT para el aire

Coeficiente pelicular del aire

̇      DMLT para el agua

  )    (  )(   

Coeficiente pelicular del agua

̇     

Determinando el coeficiente global (U)

    ∑

Para el área exterior de tubo

                    (  ) ̇                ̇ ̇   ̇    ( )   ( )    ̇      ̇          Determinación la Efectividad del ICC. (ε)

La razón de capacidad térmica

Determinación en (NUT)

Ventilador Calculo la densidad del aire

  

Raire = 0.287 KJ/(Kg×K) Determinando el perfil de velocidades

              El coeficiente de velocidad (Cv)

        

Comprobando el tipo de flujo

Como el Re > 2300 entonces se trata de flujo turbulento

         Tipos de presiones

Tubo de Pitot = Tubo piezométrico + Tubo de Prandtl

Velocidad media

   ̇    Flujo másico de aire

Altura útil

            ⏟          Potencia útil

 ̇     ̇     √             Potencia eléctrica

Potencia al eje

Potencia al eje del ventilador

Eficiencia del ventilador

Cifra de caudal

  ̇                   Donde: U2 = Velocidad tangencial a la salida del rotor D2 = Diámetro exterior del rotor

 ̇

 = Gasto volumétrico o caudal

Cifra de carga o presión

    

Número específico de revoluciones Para bombas hidráulicas y ventiladores

   

Para turbinas hidráulicas

   

Potencia en KW × 102/75 → CV

Turbina Pelton Potencia del agua (Hpa)

                

Donde:  Peso especifico  Caudal  Altura útil  Presión indicada en el manómetro  Velocidad promedio del inyector  Diámetro en la sección de medición

Potencia del rodete (HPr)

        

           

 

Donde:  Densidad  Velocidad tangencial  Velocidad de chorro  Constante de diseño de alabes

Potencia al eje freno (BHP)

    

Donde:  Fuerza medida en el dinamómetro  Velocidad angular

Eficiencia mecánica

       

Eficiencia hidráulica

Eficiencia total

   

Turbina Francis Potencia del agua (Hpa)

                     

Potencia al eje freno (BHP)

Eficiencia total