MEMORIA DE CLCULO PARA EL DISEO DE CALDERASA continuacin se presenta el procedimiento para calcular las dimensiones y caractersticas de la caldera de alta presin a partir de los requerimientos energticos de las diferentes reas de produccin y los datos obtenidos para la caldera de baja presin.CALDERA DE ALTA PRESIN: Definicin de condiciones iniciales:CARACTERSTICAVALORUNIDADES

Flujo msico25307kg/h

Presin trabajo20.39 kgf/cm

Presin ingreso1 kgf/cm

T ingreso agua90C

Clculo de potencia de la caldera:Para realizar este clculo es necesario partir del domo termodinmico para apreciar el recorrido de la corriente y calcular las correspondientes propiedades; as, para la presin de salida establecida, se tiene una temperatura de saturacin de 250C. De esta forma se tienen las siguientes propiedades termodinmicas:ENTALPASVALORUNIDADES

h salida @250C451Kcal/kg

h entrada @90C90Kcal/kg

hfg referencia @0C597Kcal/kg

Para establecer un sistema de seguridad, se sobredimensiona dicha potencia, dejando as como potencia de diseo el valor de 1000 HPB y con esto se recalcula el caudal de vapor a tratar, asi:

Clculo de dimensiones y reas de tubos: Longitud de tuberas:Para la estimacin de la longitud de las tuberas, se utiliz una heurstica propuesta por expertos en el diseo de calderas donde se calcula dicha longitud a partir de la potencia requerida por la caldera, asi:

Ya que es una longitud muy larga, se decidi dividir en 4 este valor y relacionarlo con la cantidad de tubos posteriormente:

Se eligi utilizar tubera en acero al carbn, con un dimetro nominal de 2 equivalente a 0,07303 m con el cual se calcula el rea de cada tubo.

rea de calefaccin:El rea donde se ubican los tubos, llamada rea de calefaccin cuenta con unas heursticas de diseo y al igual que el largo de la tubera, se encuentra en funcin de la potencia de la caldera.

Nmero de tubos:Se establecen a partir de la relacin entre el rea de calefaccin y el rea de transferencia de calor de cada tubo calculada anteriormente.

Como se especific anteriormente, debido a la reduccin de longitud que se realiz en el clculo de la tubera, el valor obtenido aqu debe multiplicarse por 4 para compensar dicha reduccin, entonces:

Arreglo de tuberas: Tanque de agua: Para la estimacin del tanque de agua, es necesario calcular el flujo volumtrico

Con este caudal se estima el volumen que debe asegurarse en un tiempo especfico, en este caso una hora, por lo cual se tiene un volumen de 25,53 m3. Dicho volumen corresponde al 70% de la capacidad del tanque pues debe dejarse una fraccin de vacio equivalente al 30%.

Ahora, se establece la relacin de longitud contra dimetro con un valor de 3, y se procede a calcular el dimetro del tanque:

Reemplazando L :

CALDERA DE BAJA PRESIN:CARACTERSTICAVALOR UNIDADES

Flujo msico26635kg/h

Presin trabajo3.06kgf/cm

Presin ingreso1kgf/cm

T ingreso agua90C

Caractersticas termodinmicas:ENTALPAVALORUNIDADES

h salida @ 134C517Kcal/kg

h entrada @ 90C90Kcal/kg

hfg referencia@0C597.27Kcal/kg

Potencia de caldera:CARACTERSTICAVALORUNIDADES

Potencia calculada1232HPB

Potencia de diseo1479HPB

Flujo de diseo31962Kg/h

Clculo de tuberas:CARACTERSTICAVALORUNIDADES

Longitud de tubos por heurstica71,3 m

Longitud corregida17,8m

Dimetro de tubera elegida0,07303 (2 )m

rea de tubo16,35m2

rea de calefaccin687,6m2

Nmero de tubos42

Nmero de tubos corregido168

Tanque de agua:CARACTERSTICAVALORUNIDADES

Flujo volumtrico de agua32,0m3/h

Volumen de agua 32,0m3

Volumen del tanque45,7 m3

Dimetro6,47m

Longitud19,4M