Corrente natural e chimenea
A corrente de ar é a diferenza de presión que provoca un fluxo de aire ou gases dende un punto a outro no sistema da caldeira. A corrente de ar é necesaria no sistema da caldeira principalmente por dúas razóns.
Para fornecer aire suficiente para completar a combustión.
Para eliminar os gases de escape do sistema despois da combustión e o intercambio térmico.
Existen dous tipos de corrente de ar aplicados ao sistema da caldeira.
A corrente natural
A corrente forzada
Neste artigo discutiremos sobre a corrente natural. A corrente natural sempre é preferida xa que non necesita ningún custo de funcionamento, aínda que teña un gran custo inicial. A corrente natural permite a circulación natural do aire a través do sistema da caldeira. A corrente natural depende principalmente da altura da chaminé.
Intentamos calcular a altura necesaria da chaminé para obter a corrente natural requerida para o sistema da caldeira. Para iso, temos que pasar por dúas ecuacións básicas de presión de gases. As ecuacións son
Onde, “P” é a presión do aire ou gas, “ρ” é a densidade do aire ou gas, “g” é a constante gravitatoria, e “h” é a altura da cabeza.
Aquí “V” é o volume do aire ou gas, “m” é a masa do gas ou aire, “T” é a temperatura medida en escala kelvin e “R” é a constante dos gases.
A ecuación (2) pode reescribirse como
Durante o proceso de combustión na fornalha, principalmente o carbono reacciona co oxixeno (O2) do aire e forma dióxido de carbono (CO2). O volume do carbono sólido comparado co aire necesario para a reacción é negligible. Por iso, podemos considerar que o volume de aire necesario para a combustión é exactamente igual ao volume dos gases de escape creados despois da combustión se asumimos que a temperatura antes e despois da combustión é a mesma. Pero isto non é o caso real. As entradas de aire na cámara de combustión gañarán volume extra despois da combustión debido á temperatura de combustión. O volume gañado do aire será equivalente ao volume dos gases de escape creados despois da combustión.
Supoñamos que ρo é a densidade do aire a 0oC ou 273 K, e digamos que é To
Aquí, P é a presión do aire a 0oC ou 273 K, é dicir, a To K.
Se mantemos a presión P constante, a relación entre a densidade e a temperatura do aire ou gases pode escribirse como,
Onde, ρa e ρg é a densidade do aire a temperaturas Ta e Tg K respectivamente.
Dende a ecuación (1) e (5) podemos escribir a expresión da presión no punto “a” fóra da chaminé, como
O volume do aire a temperatura Tg sería
Supoñamos que m kg de aire son necesarios para queimar 1 kg de carbono, entón a densidade dos gases de escape sería
A presión dos gases de escape dentro da chaminé desde a ecuación (1) e (8), sería
A diferenza de presión entre fóra e dentro da chaminé desde a ecuación (6) e (9) sería
Aquí, “h” é a altura mínima da chaminé a construír para a corrente ΔP. Os gases de escape fluirán cara arriba a través da chaminé debido a esta diferenza de presión. Polo tanto, calculando esta diferenza de presión, pode calcularse facilmente a altura aproximada da chaminé a construír. A diferenza de presión pode representarse como unha fórmula para calcular a altura da chaminé para unha corrente natural.
Declaración: Respete o original, artigos boos méritos compartir, se hai infracción por favor contacte para eliminar.
