Progetti

Verifica di un generatore di vapore a tubi di fumo

Un generatore di vapore è un’apparecchiatura che trasforma l’energia di combustibili in calore. Quest’ultimo viene utilizzato in un circuito contenente un fluido e ne provoca un cambiamento di stato da liquido ad aeriforme, in modo continuo, in condizioni controllate.

generatore vapore tubi sezione

I generatori di vapore a i tubi d’acqua vengono lambiti dai fumi prodotti dalla combustione. Sono utilizzati per generatori di grandi dimensioni e richiedono particolari design per le elevate pressioni presenti. Il generatore di vapore qui analizzato è del tipo a tubi di fumo. È costituito da un ventilatore, situato all’ingresso della camera di combustione, che forza l’aria esterna ad entrare nel bruciatore in cui avviene la combustione. L’innesco della combustione fa in modo che, istantaneamente, l’aria in ingresso e il combustibile passino dalla temperatura iniziale (considerata nel caso in esame pari a 0°C) alla temperatura di combustione del bruciatore.

La fiamma generata si trova nella camera di combustione detta focolaio. I fumi raggiungono la prima camera di inversione per poi passare al primo giro di tubi. Dall’innesco della combustione fino alla prima camera di inversione, la temperatura dei fumi viene considerata costante. Nel focolaio hanno luogo contemporaneamente due fenomeni i cui effetti si bilanciano; produzione di calore per effetto della reazione di combustione e cessione di calore all’acqua attraverso la superficie di scambio del focolaio stesso.

generatore vapore tubi temperatura

Temperatura in un generatore di vapore a tubi di fumo

Quando i fumi entrano nel primo giro di tubi la temperatura diminuisce. La cessione di calore dai fumi all’acqua avviene secondo una legge esponenziale tipica degli scambiatori di calore. Alla fine del primo giro di tubi, i fumi entrano in una seconda camera di inversione. Più piccola della precedente e completamente isolata, i fumi non cedono calore e mantengono la stessa temperatura in ingresso ed in uscita. Successivamente i fumi entrano nel secondo giro di tubi dove continuano a raffreddarsi. Alla fine sboccano nell’ultima camera e poi nel camino tramite il quale verranno smaltiti. Le tre fasi della progettazione sono:

  • calcolo della composizione dei fumi e dell’entalpia in funzione della temperatura;
  • calcolo delle perdite di carico e della prevalenza del ventilatore;
  • calcolo dei flussi termici scambiati e verifica termica.

Clicca qui sotto per scaricare la relazione completa del progetto.

Download

Ti potrebbe interessare

Commenti

Il tuo indirizzo email non sarà pubblicato. I campi obbligatori sono contrassegnati *