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• Jean Marco Arroyo Cóndor

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA – FIM

2013

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA

LABORATORIO N°02: CAMARA HILTON CURSO: LABORATORIO DE INGENIERIA MECANICA II

ESTUDIANTES: Anampa Valencia, Antony Alva Navarro, Elias Arroyo Condor, Jean Marco Chuquillanqui Mayta, Gerson Cumpa Condori, Robert Soca Quispe, Jonathan Ugarte Mamani, Jesús

20100201B 20100261E 20102678K 20110169D 20020312B 20100142F 20091315D

PROFESOR: ING. PAEZ APOLINARIO ELISEO

UNI - 2013

0

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA – FIM

2013

CONTENIDO Objetivos.....................................................................................................................................2 Fundamento teórico ....................................................................................................................2 Reacciones químicas de combustión ...................................................................................... 3 Calor de reacción y potencia calorífica .................................................................................... 4 Descripción .................................................................................................................................5 Partes constitutivas de la unidad ................................................................................................5 INSTRUCCIONES DE OPERACIÓN DE EQUIPO .................................................................. 6 REVISIONES ANTES DE OPERAR .................................................................................... 6 PROCEDIMIENTO DE ENCENDIDO (Encendido con Gas - GLP) ...................................... 6 PRECAUCIONES ................................................................................................................ 7 OPERACIÓN CON COMBUSTIBLE LÍQUIDO (Diesel) ....................................................... 7 INSTRUCCIONES DE PARADA .......................................................................................... 8 PRECAUCIONES ................................................................................................................ 8 BALANCE DE ENERGIA......................................................................................................... 8 PROCEDIMIENTO PARA LA EXPERIENCIA .............................................................................9 CÁLCULOS Y RESULTADOS .............................................................................................. 12 Determinación de la relación de aire-combustible real .......................................................... 12 Cantidad de Carbono e Hidrógeno en el combustible ............................................................ 13 BALANCE TERMICO ............................................................................................................ 13 1.

Calor liberado por ....................................................................................................... 13

2.

Calor cedido por aire de refrigeración ......................................................................... 13

3.

CALOR CEDIDO A LOS GASES DE ESCAPE ........................................................... 14

4.

CALOR CEDIDO AL AGUA FORMADA POR LA COMBUSTION ............................... 15

5.

CALOR PERDIDO POR LA COMBUSTION INCOMPLETA ...................................... 16

6.

CALOR PERDIDO POR EL CALENTAMIENTO DE LA HUMEDAD DEL AIRE .......... 17

7.

CALOR PERDIDO POR RADIACION, CONVECCION Y OTROS .............................. 18

RESUMEN DE RESULTADOS ................................................................................................ 19 GRAFICOS ............................................................................................................................... 20 Diagrama de Sankey ................................................................................................................ 22 CONCLUSIONES ..................................................................................................................... 23

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Laboratorio N°02: CAMARA HILTON

Objetivos 

Hacer un análisis del comportamiento de la combustión.



Establecer un balance térmico del proceso de combustión.

Fundamento teórico En toda combustión, el cuerpo que arde se denomina combustible y el que produce la combustión, comburente. Una combustión es la reacción del oxígeno con diversas sustancias, en general el carbono y el hidrógeno. En la mayoría de los casos el portador del oxígeno es el aire; el nitrógeno y los demás componentes del aire no reaccionan con el combustible, por lo que en muchos cálculos no habrá que tenerlos en cuenta. Los productos reaccionantes son, el combustible, el aire, los productos de la combustión gaseosos denominados humos o gases de escape y las cenizas que pueden originarse formadas por componentes no combustibles o no quemados del combustible. En el proceso de combustión, las sustancias que intervienen reaccionan químicamente y tienen que cumplir: A) El Principio de Conservación de la Materia, de forma que conocidas las cantidades de combustible y de aire necesario para la combustión, sea posible hallar la cantidad resultante de productos de combustión.

B) El Primer Principio de la Termodinámica, por cuanto las reacciones químicas, y en particular las combustiones, son transformaciones energéticas.

C) El Segundo Principio de la Termodinámica, que permite obtener el rendimiento termodinámico de la transformación de energía que tiene lugar durante la reacción química, y conocer en qué dirección y en qué proporción se desarrollará, (equilibrio químico).

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Reacciones químicas de combustión Los elementos combustibles de la mayoría de las sustancias combustibles son, el carbono, el hidrógeno y una pequeña cantidad de azufre. Los cálculos se realizan mediante algunas reacciones químicas de estas sustancias con el oxígeno, teniendo en cuenta que: a)

El combustible es un único compuesto químico, (sustancia pura), o bien una

mezcla de sustancias puras, (mezcla de gases combustibles). b) El combustible, si es un líquido o un sólido, (fuel, carbón, etc.), es una mezcla de diversos compuestos cuya composición química se puede determinar. En cualquier caso, los elementos combustibles son sólo el C, H2 y S y las reacciones de combustión se pueden reducir, cuando se trata de combustibles sólidos o líquidos, a las tres siguientes: C + O2 = CO2

(12 kg C + 32 kg O2 = 44 kg CO2)

2H + O2 = 2H2O

(2 kg H2 + 16 kg O2 = 18 kg H2O)

S + O2 = SO2

(32 kg S + 32 kg O2 = 64 kg SO2)

Los gases que se desprenden del combustible sólido son hidrocarburos ligeros CH4, pesados C2H4, C2H2, C6H6 y en algunos casos el CO y el SO2, de forma que: 2 CO + O2  2 CO2 CH4 + 2 O2  CO2 + H2O C2H4 + 3 O2  2 CO2 + 2 H2O 2 C2H2 + 5 O2  4 CO2 + 2 H2O 2 C6H6 + 15 O2  12 CO2 + 6 H2O Si la combustión es incompleta algunos gases combustibles escapan sin arder, encontrándose en los humos gases como el CO y algunos hidrocarburos. En general,

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el oxígeno debe ser abundante para que la combustión sea lo más completa posible, por lo que es necesario exista aire en exceso. Un elevado exceso de aire es desfavorable porque disminuye la temperatura de combustión, arrastrando, además, un elevado número de calorías que se pierden por los humos, al tiempo que se provoca la aparición de los NOx.

Calor de reacción y potencia calorífica La potencia calorífica se puede expresar como la cantidad de calor desprendida en la combustión completa de la unidad de combustible, 1 mol o 1 kg si es sólido o líquido, y 1 m3 a 0º y 760 mm de Hg si es un combustible gaseoso. En la combustión completa se generan: C + O2  CO2 + 97.6

Kcal/mol

2 H2 + O2  2 H2O + 137.92

Kcal/mol

S + O2  SO2 + 80

Kcal/mol

La potencia calorífica de un combustible se determina en un calorímetro; en su determinación se puede observar que en las paredes del calorímetro se deposita agua que proviene de la condensación del vapor de agua producido en la combustión, que al condesar cede aproximadamente 600 Kcal/kg; éste calor sumado al generado en la combustión recibe el nombre de potencia calorífica superior, que es el resultado proporcionado por el calorímetro. Si ese mismo combustible se quema en un hogar industrial, el vapor de agua existente en los humos no condensa debido a que la temperatura de éstos es siempre superior a 100ºC; en estas circunstancias los combustibles no proporcionan las calorías que corresponden al valor obtenido en el calorímetro, sino un valor inferior que recibe el nombre de potencia calorífica inferior, que no se aprovecha íntegramente, por cuanto los humos calientes se llevan parte del calor generado; si de la potencia calorífica inferior se descuenta el calor sensible que llevan los humos, la cantidad de calor que realmente se puede utilizar recibe el nombre de potencia calorífica útil.

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Descripción La Cámara de combustión “Hilton”, es una cámara de combustión a presión constante.

Partes constitutivas de la unidad I.

Quemador: Quemador de Combustión preparado para operar con combustibles

líquidos y gaseosos. Tiene un

diseño especial para mantener la relación

Aire-Combustible, puede ser utilizado en forma independiente con gas, kerosén o con combinación de ambos. II.

Cámara de combustión: Constituido por:

1. Cámara Refractaria. 2. Cámara de Combustión. 3. Chimenea. 4. Siete Visores. 5. Orificio para el tubo muestreador. 6. Bujía de Ignición. III.

Ventilador Centrífugo

IV.

Sistema de Combustible

Circuito de Combustible líquido (Kerosén). Circuito de Combustible Gaseoso (GLP). V.

Sistema de Aire

VI.

Sistemas de Agua

Circuito de Refrigeración de la Cámara. Circuitos de Refrigeración del tubo muestreador. VII.

Panel de Control

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INSTRUCCIONES DE OPERACIÓN DE EQUIPO REVISIONES ANTES DE OPERAR

1- Drenara el condensado de la cámara, sacando el tapón ubicado en la parte inferior. 2- Asegurar de que haya suficiente combustible (gas y/o líquido) para el experimento programado. 3- Ajustar los tornillos reguladores de nivel, de tal forma que los medidores del flujo de aire y de la presión de gas en la tubería marquen cero. 4- Chequear que la operación de salida del gas sea aproximadamente 120mm de H2O, de no tener esta presión se procede a regularla mediante la válvula reductora de presión (válvula tipo diafragma). 5- Verificar el suministro de agua a la cámara y al tomador de muestra. Se recomienda un flujo inicial de agua 1000 Kg/hr. 6- Con la válvula de control de aire cerrada (posición N°1 en la escala), arrancar el ventilador hasta que alcance su velocidad de régimen. Abrir lentamente la válvula de control de aire y dejarla totalmente abierta (Posición N° 8) durante un lapso de dos minutos de tal forma de desalojar posibles gases residuales de experiencias anteriores. 7- Chequear que la bujía de encendido este en la posición correcta y se produzca a chispa (de ocurrir esto llamara al técnico). PROCEDIMIENTO DE ENCENDIDO (Encendido con Gas - GLP) 1- Verificar todos los pasos correspondientes a la sección antes de operar”. 2- Regular el flujo de agua a 1000Kg/hr. 3- Abrir el agua de refrigeración para el tubo muestrador. 4- Regular el flujo de aire a 135Kg/hr. 5- se oprime el botón de ignición a la vez se abre la válvula de control de Gas (situada en el panel) en forma lenta hasta conseguir el encendido. 6- La válvula de control se ha de abrir hasta que se obtenga una combustión 6

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estable; esto se consigue con un flujo aproximado de 9 Kg/hr de Gas. Para el flujo de aire del paso 4 se recomienda de 1 a 2 Kg/hr más de flujo de gas, tan solo para encenderlo y una vez estabilizada la combustión mantener el flujo a 9Kg/hr. PRECAUCIONES 1- Sí al alcanzar el flujo de combustible mencionado anteriormente no se consigue el encendido en la Cámara de Combustión, entonces dejar inmediatamente de presionar el botón de ignición y a la vez cerrar la válvula de control de combustible. 2- Dejar purgar la cámara durante dos minutos y verificar el estado dela bujía de ignición, si esta se encuentra en buen estado reiniciar el procedimiento de encendido. 3- Se procede luego a retirar la bujía y colocar el tapón en la lumbrera de ignición. OPERACIÓN CON COMBUSTIBLE LÍQUIDO (Diesel) 1- Se realizan todos los pasos de la sección de “encendido por gas”, con lo que tendremos una combustión estable. 2- Se abre la válvula general de combustible (Diesel) situada en la tubería de suministro. 3- Se abre la válvula de control de Diesel (situada en el panel) en forma lenta y en forma simultánea se va cerrando la válvula de control de gas (también en el panel) cuidando que la combustión no se interrumpa. La válvula de control de Diesel se ha de abrir hasta lograr una combustión estable, lo cual se consigue con un flujo aproximado de 10 Kg/hr de Diesel. Conseguida la combustión este flujo se reduce a 7Kg/hr. 4- Si la combustión se interrumpe, cerrar inmediatamente las válvulas de control de combustible. Dejar funcionando el ventilador durante dos minutos de tal forma de desalojar los gases residuales, procediendo luego a reiniciar todo el proceso de encendido.

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INSTRUCCIONES DE PARADA 1- Cerrar la válvula de combustible del panel. 2- Cerrar las válvulas de suministro en la tubería principal. 3- Dejar funcionar el ventilador por dos minutos para la cámara, cuidando que la palanca de control de flujo de aire esté colocada en la posición 8. 4- Parar el ventilador y luego colocar la palanca de control de flujo de aire en la posición 1. 5- Cortar el suministro eléctrico. 6- Dejar correr el agua de refrigeración por espacio de 5 minutos y luego cerrar la válvula. PRECAUCIONES 1- Previo al encendido, como ya se mencionó anteriormente, se debe purgar al cámara, para “barrer” posibles rastros

de combustible debido a ensayos

anteriores. 2- La temperatura de salida del agua de refrigeración no debe ser mayor de 85° C, ni menor de 60°C. 3- Se recomienda que la temperatura de salida de los gases debido a la combustión sea menor de 60°C. 4- Si una vez estabilizada la combustión, esta se interrumpe produciendo un apagón, se debe cerrar inmediatamente la válvula de control manual de suministro.

BALANCE DE ENERGIA Teniendo en cuenta que el calor es una forma de energía capaz de transformarse en otras formas de energía. El balance de energía nos proporciona un medio para determinar la eficiencia de la combustión y los diferentes calores cedidos. El calor liberado por el combustible al quemarse en la Cámara de combustión será cedido a: 1- Calor cedido al agua de refrigeración que circula por la camisa de la Cámara. 8

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2- Calor cedido a los gases de escape que se van por la chimenea. 3- Calor cedido al agua formada durante los procesos de Combustión. 4- Calor dejado de recibir a causa de una combustión incompleta. 5- Calor cedido para el calentamiento de la humedad del aire ambiental. 6- Calor que se pierde por radiación, convección y otras pérdidas.

PROCEDIMIENTO PARA LA EXPERIENCIA 1- Se enciende la unidad de acuerdo a las instrucciones. 2- Se escoge un flujo de combustible (Diesel). Se recomienda que sea de 7 Kg/hr. 3- Para el primer balance se recomienda un flujo de aire de 104 Kg/hr. Para tener un pequeño exceso de aire con una relación de aire combustible cercana a la estequiométrica (ra/c =14.7). 4- El flujo de agua debe ser tal, que la temperatura de salida de agua sea aproximadamente 80° C. 5- Para estas condiciones se toman todas las lecturas que se indican en la tabla de datos. 6- Manteniendo a el flujo de combustible constante (7 Kg/hr), se toman dos lecturas más, variando el flujo de aire, se recomienda un flujo de aire de 120 Kg/hr de aire (ra/c = 17) y un flujo de 135 Kg/hr de aire (ra/c = 19).

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA – FIM CAMARA DE COMBUSTION "HILTON"

Mirillas

Cámara Refractaria

Orificio medidor de flujo de aire Control de Gas

Placa protectora Control de Combustible

Muestreador de productos

Control de Aire Ignición Tubería de agua de refrigerador de muestreador

Válvua reductora de presión del suministro de Gas

Temperatura de preductos de combustión Control de gas combustible

Termómetro Aire

Rotámetro Agua

Válvula de control de agua de tubo de muestras Válvula de control de agua Temperatura de agua

Medidor de flujo de gas combustible Presión del gas Medidor del flujo de Aire Control de combustible líquido Medidor de combustible líquido

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ESQUEMA DE LA CAMARA DE COMBUTION "HILTON"

ma

Ta

Ventilador

T5

T9

Tanque de Kerosene

Diesel

Analizador de Gases

Bujía de Ignición

mc m

mc

Agua de Refrigeración

T2 Combustible Líquido (Kerosene) Diesel

Combustible Gaseso (Propano)

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CÁLCULOS Y RESULTADOS Datos tomados en la experiencia:

Param. Comb. COMB

Aire Gas

Agua

mc (Kg/hr)

Tc (°C)

ma Kg/hr

Ta (°C)

Tg (°C)

GLP

11 10 9 8

15 16 15 15

150 150 152 150

27 28 28 29

696 694 650 615

DIESE L

10 9 8 7

27 26 25 25

124 125 125 125

31 32 32 33

721 669 627 591

m Kg/hr

ABACO R a/c

Te (°C)

Ts (°C)

CO2 (%)

O2 (%)

CO (%)

950 980 1005 420

19 20 20 20

68 76 75 73

8.75 10.37 10.37 12.25

0.63 0.18 0.18 0.10

6.20 3.35 3.35 1.10

13.63 15.00 16.89 18.75

950 1000 970 980

22 22 21 21

77 67 65 60

13.15 14.14 14.14 14.20

0.00 0.17 0.17 1.72

0.88 0.35 0.35 0.16

12.4 13.67 15.63 17.86

Determinación de la relación de aire-combustible real

FORMULA

b 8.75 10.37 10.37 12.25

d 6.2 3.35 3.35 1.1

GENERAL

e 0.63 0.18 0.18 0.1

FORMULA

b 13.15 14.14 14.14 14.2

d 0.88 0.35 0.35 0.16

e 0 0.17 0.17 1.72

f 84.42 86.1 86.1 86.55

DEL

GAS APROPANADO (GLP)

g 19.94 21.35 21.35 20.24

GENERAL

f 85.97 85.34 85.34 83.92

g 18.55 16.42 16.42 12.64

a 22.45 22.90 22.90 23.02

DEL

x 14.95 13.72 13.72 13.35

y 39.89 42.70 42.70 40.47

x 14.03 14.49 14.49 14.36

y 37.10 32.85 32.85 25.28

DIESEL

a 22.86 22.70 22.70 22.32

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Cantidad de Carbono e Hidrógeno en el combustible GAS APROPANADO (GLP) C(kg Carbono/ Kg H(Kg Hidrog./Kg comb.) comb.) 0.8181 0.1819 0.7941 0.2059 0.7941 0.2059 0.7983 0.2017

DIESEL C(kg Carbono/Kg H(Kg Hidrog./Kg comb.) comb.) 0.8194 0.1806 0.8411 0.1589 0.8411 0.1589 0.8721 0.1279

BALANCE TERMICO 1. Calor liberado por

El Gas apropanado (GLP): 49724 KJ / Kg comb. El Diesel: 45640 KJ / Kg comb. 2. Calor cedido por aire de refrigeración

Q1 

magua mcomb

Ca Ts  Te...........KJ / Kgcomb

Donde:     

magua = Flujo de agua de refrigeración Kg/hr. mcomb = Flujo de combustible Kg/hr. Ca = Calor específico del agua = 4.18 KJ/Kg-K. Ts = Temperatura a la salida del agua °C. Te = Temperatura del agua a la entrada °C.

Calor cedido al agua de refrigeración (GLP) m (Kg/hr)

950 980 1005 420

mc (Kg/hr) 11 10 9 8

T entr.

T sal.

Q1 (KJ/Kg Comb)

19 20 20 20

68 76 75 73

17689.00 22939.84 25672.167 11630.85 13

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Calor cedido al agua de refrigeración (Diesel) m (Kg/hr) 950 1000 970 980

mc (Kg/hr) 10 9 8 7

T entr.

T sal.

Q1 (KJ/Kg Comb)

22 22 21 21

77 67 65 60

21840.5 20900.0 22300.3 22822.8

3. CALOR CEDIDO A LOS GASES DE ESCAPE

Q2  mg.CpgTg  Ta.............kJ / kgcomb Donde : mg 

4%CO2  (%CO)  700 x C 3(%CO2)  (%CO)

Donde: 

mg = Masa de los gases de escape Kg/Kg combustible.



Cpg = Calor especifico de los gases



Tg = Temperatura de salida de los gases C.



Ta = Temperatura del bulbo seco C.



C = Cantidad de C en el combustible.

( Cpg = 1.003 KJ/Kg-K)

Calor cedido a los gases de escape (GLP) T gas de escape

mg

696

18.69

694

17.16

650 615

C (Kg C / KG TBS

Q2 (KJ/Kg Comb)

Comb)

0.818

12690.48

0.794

11621.53

17.16

0.794

10864.09

15.82

0.798

9459.18

18.9

Calor cedido a los gases de escape (Diesel) T gas de escape

mg

C (Kg C / KG Comb)

Q2 (KJ/Kg Comb)

721

15.31

0.819

10780.90

669

14.89

0.841

9705.82

627

14.89

0.841

9078.77

591

15.44

0.872

8858.43

TBS

18.9

14

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA – FIM 4. CALOR CEDIDO AL AGUA FORMADA POR LA COMBUSTION

Q3 = 9H[Ca(Tpp - Tc) (hfg)pp + Cpv(Tg -Tpp)] KJ/Kgcomb Donde: 

9H = Cantidad de agua formada, considerando que: 1Kg de H2 es capaz de formar 9 Kg de H2O. H = Cantidad de H2 en el combustible Kg H2/Kg comb. Tg = Temperatura de los gases C. Tc = Temperatura del combustible C. Tpp = Temperatura de saturación correspondiente a la presión parcial del vapor de agua en los gases de escape C. Ca = Calor especifico del agua = 4.18 KJ/Kg-K. Cpv = Calor especifico del vapor = 1.923 KJ/Kg-K. (hfg)pp = Entalpía de cambio de fase correspondiente a la presión parcial del vapor en los gases de escape KJ/Kg.

      

Además:

Ppp  fn  Pat fn 

N º moles H 2 0 N º moles productosreaccion

fn 

f bcd e f

Donde:   

Fn Pat Pp Bar.

= = =

fracción molar de H2O. Presión atmosférica en Bar. Presión parcial del vapor de H20 en los gases de escape

Calor cedido al agua formada por la combustión (GLP) H (Kg H / Kg Comb ) 0.1819 0.2059 0.2059 0.2017

Tpp

Tc

hfg pp

T gas escape

Presión Parc. (Bar)

Q3

48.6 47.65 48.64 47.58

15 16 15 15

2385.235 2383.98 2384.904 2382.435

720 698 660 621

0.1685 0.1783 0.1783 0.1705

6258.351 6991.289 6868.824 6583.125 15

2013

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Calor cedido al agua formada por la combustión (Diesel) H (Kg H / Kg

T gas

Presión

escape

Parc. (Bar)

2369.47

721

0.1585

6122.38

26

2375.30

669

0.1429

5252.03

52.9812

25

2375.30

627

0.1137

4140.12

48.9590

25

2386.21

591

0.1137

4062.53

Tpp

Tc

hfg pp

0.1945

55.1300

27

0.1672

52.9812

0.1407 0.1364

Comb )

Q3

5. CALOR PERDIDO POR LA COMBUSTION INCOMPLETA

Q4 

%CO  23663 * C %CO2  %CO

Teniendo en cuenta las siguientes reacciones químicas de combustión: Reacción:

Calor de combustión KJ/Kg.

2C + CO2 ===> 2CO

9196 KJ/Kg

===> 23663 KJ/Kg. C + O2 ---> CO2

32859 KJ/Kg

C = Cantidad de Carbono en el combustible KgC/Kgcomb.

Calor perdido por combustión incompleta (GLP) % CO / (% CO + % CO2)

C (Kg C / Kg Comb)

Q4

0.4147

0.8181

8028.31

0.2442

0.7941

4587.89

0.2442

0.7941

4587.89

0.0824

0.7983

1556.54

16

2013

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA – FIM Calor perdido por combustión incompleta (Diesel) % CO / (% CO + % CO2)

C (Kg C / Kg Comb)

Q4

0.0627

0.8194

1216.20

0.0242 0.0242

0.8411 0.8411

480.75 480.75

0.0111

0.8721

229.92

6. CALOR PERDIDO POR EL CALENTAMIENTO DE LA HUMEDAD DEL AIRE

Q5  M  C pv  (Tg  TBS )( KJ / kg) combustible

Donde:    

Cpv = 1.923 KJ/Kg-K. Tg = Temperatura de los gases C. TBS = Temperatura del bulbo seco C. M = Vapor de agua ambiental presente/Kg comb. M  W  ra / c Donde: W = Humedad especifica Kg agua/Kg aire.

Con la temperatura del bulbo seco y del bulbo húmedo del medio ambiente calculamos de tablas W. W = 0.019 Kg agua/Kg aire. Reemplazando valores tenemos:

Calor Perdido por calentamiento de la humedad del aire (GLP) T gas de escape

Kg agua / Kg aire

r a/c

M

13.63

0.2590

15

0.2850

650

16.89

0.3209

389.458

615

18.75

0.3563

408.369

696 694

0.019

TBS

Q5 337.195

18.9

369.992

17

2013

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA – FIM

Calor Perdido por calentamiento de la humedad del aire (Diesel) T gas de escape

Kg agua / Kg aire

721 669 627

0.019

591

r a/c

M

12.4

0.2356

13.67

0.2597

15.63

0.2970

17.86

0.3393

TBS

Q5 318.09 324.70

18.90

347.27 373.32

7. CALOR PERDIDO POR RADIACION, CONVECCION Y OTROS

Q6  Qi   Qt Calor perdido por radiación, convección y otros (GLP) Q 49742

Q1

Q2

Q3

Q4

Q5

Q6

17689

12690.48

6258.351

8028.31

337.195

4738.66

22939.84

11621.53

6991.289

4587.89

369.992

3231.45

25672.167

10864.09

6868.824

4587.89

389.458

1359.57

11630.85

9459.18

6583.125

1556.54

408.369

20103.93

Calor perdido por radiación, convección y otros (Diesel) Q

45640

Q1

Q2

Q3

Q4

Q5

Q6

21840.5

9921.90

6122.38

4374,16

318.09

7437.13

20900.0

9837.51

5252.03

1073,67

324.70

9325.76

22300.3

9318.52

4140.12

159,72

347.27

9533.79

22822.8

8998.72

4062.53

351,32

373.32

9382.63

18

2013

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA – FIM

RESUMEN DE RESULTADOS

Combust.

GLP

Diesel

Puntos

r a/c

1

13.63

2

15

3

Q liberado

% Q1

%Q2

%Q3

%Q4

%Q5

%Q6

35.6%

25.5%

12.6%

16.1%

0.7%

9.5%

46.1%

23.4%

14.1%

9.2%

0.7%

6.5%

16.89

51.6%

21.8%

13.8%

9.2%

0.8%

2.7%

4

18.75

23.4%

19.0%

13.2%

3.1%

0.8%

40.4%

1

12.4

47.9%

21.7%

13.4%

9.6%

0.7%

16.3%

2

13.67

45.8%

21.6%

11.5%

2.4%

0.7%

20.4%

3

15.63

48.9%

20.4%

9.1%

0.3%

0.8%

20.9%

4

17.86

50.0%

19.7%

8.9%

0.8%

0.8%

20.6%

49742

45640

19

2013

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GRAFICOS

Gases de escape vs. r a/c (GLP) 14.00 12.00

%CO2

Gases de escape

10.00 8.00 6.00

%CO 4.00 2.00

%O2

0.00 13

14

15

16

17

18

19

20

r a/c

Gases de escape vs. r a/c (Diesel) 16 14

%CO2

Gases de escape

12 10 8 6 4

%CO

2

%O2

0 11 -2

12

13

14

15

16

17

18

19

r a/c

20

2013

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Calor perdido vs. r a/c (GLP) 60.0%

%AGUA REFRIG.

Porcentaje de Calor

50.0%

%C.PERD. RADIACION

40.0%

%GASES DE ESCAPE

30.0%

%COMB. INCOMPLETA

20.0% 10.0%

%AGUA FORM. COMBUST.

%HUMEDAD AIRE

0.0% 13

14

15

16

17

18

19

20

r a/c

Calor perdido vs. r a/c (Diesel) 60.0%

%AGUA REFRIG.

50.0%

Porcentaje de calor

40.0% 30.0%

%C.PERD. RADIACION

%GASES DE ESCAPE

20.0%

%AGUA FORM. COMBUST.

10.0%

%COMB. INCOMPLETA

0.0% 12 -10.0%

13

%HUMEDAD AIRE 14

15

16

17

18

19

r a/c

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2013

Diagrama de Sankey CALOR CEDIDO AL AGUA DE REFRIGERACIÓN 35.6 %

CALOR CEDIDO AL AGUA DE REFRIGERACIÓN 47.9 %

Diagrama de Sankey (GLP) r a/c = 13.63

CALOR CEDIDO A LOS GASES DE ESCAPE 25.5%

Diagrama de Sankey (Diesel) r a/c = 12.4

CALOR CEDIDO A LOS GASES DE ESCAPE 21.7%

CALOR PERDIDO POR RADIACION 9.5%

CALOR CEDIDO AL AGUA FORMADA POR LA COMBUSTION 13.4%

CALOR CEDIDO AL AGUA FORMADA POR LA COMBUSTION 12.6%

CALOR PERDIDO POR RADIACION 16.3%

CALOR PERDIDO POR COMBUSTION INCOMPLETA 16.1% CALOR PERDIDO POR CALENT. DE HUMEDAD DE AIRE 0.7%

CALO PERDIDO POR COMBUSTION INCOMPLETA 9.6% CALOR PERDIDO POR CALENT. DE HUMEDAD DE AIRE 0.7%

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2013

CONCLUSIONES  La cámara “Hilton”, es un equipo que nos permite realizar múltiples pruebas referidas al uso adecuado de los combustibles.  Su uso demanda una instrucción previa del operario y ceñirse a los manuales de uso de dicha cámara.  En la experiencia realizada se buscó hallar la relación de aire y combustible más óptima, para ello se emplearon dos tipos de combustibles (GLP y Diesel).  No se contó con el Analizador de Orsat, por lo cual, por lo cual los valores se obtuvieron por uso del ABACO proporcionado por el profesor.  Se comprobó la gran utilidad de la cámara Hilton para el estudio de los combustibles, dándonos como resultados la composición del combustible, y haciendo posible realizar un balance térmico, para saber que combustible nos resulta más eficiente.

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