Pregunta: a) En una caldera pirotubular se producirá vapor seco saturado a una temperatura de 180 ºC a partir del enfriamiento de 50 000 kg h–1 de gases de combustión procedentes de un proceso de combustión presurizada. Los gases entran a los tubos de la caldera a 1600ºC y salen a 200ºC. El agua de alimentación se precalienta externamente a 180ºC antes de entrar en la

a) En una caldera pirotubular se producirá vapor seco saturado a una temperatura de 180 ºC a partir del enfriamiento de 50 000 kg h–1 de gases de combustión procedentes de un proceso de combustión presurizada. Los gases entran a los tubos de la caldera a 1600ºC y salen a 200ºC. El agua de alimentación se precalienta externamente a 180ºC antes de entrar en la caldera. La capacidad calorífica específica media de los gases de combustión es 1,15 kJ kg–1 K–1. El calor latente de vaporización del agua a 180ºC es de 2015 kJ kg–1. Temperatura del agua de alimentación = 180ºC. Determine la cantidad de vapor producido por hora, si la pérdida total de calor es el 10% del calor disponible para generar vapor. (b) El coeficiente general de transferencia de calor basado en el área exterior de los tubos es 54 W m–2 K–1. Determine el área de transferencia de calor requerida para realizar esta tarea. (c) Los tubos dentro de la caldera deben tener un diámetro interior de 25 mm y un espesor de pared de 3 mm. La velocidad promedio de los gases de combustión a través de los tubos para mantener el valor del coeficiente de transferencia de calor general y minimizar las pérdidas de presión debe ser superior a 22 ms–1 y inferior a 28 ms–1. Suponiendo que la densidad promedio de los gases de combustión es 1.108 kg m–3, calcule: (i) el número mínimo y máximo de tubos en cada paso (ii) la longitud total de los tubos en cada uno de estos números de tubos (iii) la número mínimo de pasos de tubo en cada caso, si la longitud de un tubo de caldera debe ser inferior a 5 metros.