DETERMINAZIONE DEL RENDIMENTO TERMICO UTILE E VALUTAZIONE DELLE PERDITE PER DISPERSIONE PER UN GENERATORE DI CALORE ALIMENTATO CON COMBUSTIBILE GASSOSO (CH4) AVENTE ACQUA COME FLUIDO TERMOVETTORE

La caldaia è in acciaio e a inversione di fiamma,mentre il bruciatore è ad aria soffiata ed è dotato di pressostato.

Elenco dei simboli e loro significato:

Vc portata di combustibile [m3/s]

VcN portata di combustibile normalizzata [m3/s] tc temperatura combustibile [°C]

p’c pressione relativa del combustibile [Pa]

pb pressione barometrica [Pa]

pc pressione assoluta del combustibile [Pa]

te temperatura di entrata del fluido termovettore acqua [°C]

tu temperatura in uscita del fluido termovettore acqua [°C]

tf temperatura fumi (prodotti della combustione) [°C]

ta temperatura ambiente [°C]

mh portata del fluido termovettore acqua [kg/s]

CO2 concentrazione di anidride carbonica nei prodotti della combustione [ppm]

O2 concentrazione di ossigeno nei prodotti della combustione [%]

CO concentrazione di monossido di carbonio nei prodotti della combustione [ppm]

NOx concentrazione di ossidi di azoto nei prodotti della combustione [ppm]

Qs potenza termica del focolare (potenza termica spesa) [kW]

Qu potenza termica utile [kW]

Qc potenza termica persa al camino [kW]

Qd potenza termica dispersa in ambiente [kW]

Pc perdita al camino [%]

Pd perdita per dispersione [%]

Hi potere calorifico inferiore del combustibile [kJ/mN^3];(t0=15°C e p0=1,013x10^5 Pa) rendimento termico utile

Ch calore specifico acqua (ch=4,19 kJ/Kg°C)

Obiettivo: calcolo diretto e indiretto del rendimento termico utile = Qu Qs



CALCOLO INFORMAZIONI UTILI

- PORTATA DI COMBUSTIBILE MISURATA

Per calcolare la portata di combustibile misurata, servono la lettura iniziale e quella finale del gas, effettuate tramite un contatore volumetrico e un cronometro.

Lettura iniziale = 55,75 m3

Lettura finale = 56,24 m3

Tempo trascorso tra la lettura iniziale e quella finale = 7’ + 5,52” = 425,52 s

Lettura finale−Letturainiziale Tempo gas

56,26−55,75 425,52

≅

Per calcolare la pressione relativa del gas ci serviamo di un manometro.

P0= 101300 Pa

P’c=160mm(dicolonnad’acqua)≅ 1600Pa Pb = 970 mbar = 97000 Pa

Pc = Pb + P’c = 97000 Pa + 1600 Pa = 98600 Pa

- TEMPERATURE ACQUA

T0= 15 °C = 288 K Tc = 22 °C = 295 K

Vc=

= =1,152 103m3/s 4m3/h

- PRESSIONE RELATIVA DEL GAS

CALCOLO DIRETTO DEL RENDIMENTO =Qu

Qs = (VcNHi)

T0 Pc 288 98600

Vcn=VcN=Vc Tc P0 =(1,152 103)295 101300 =1,095 103m3N/s

Hi = 35,79 103 kJ/m3N

Qs = Vcn Hi = (1,095 103) 3(5,79 103) = 39,18 kW

Qu=mh ch (tu-te) tu=73,6°C

te=15,2°C

tf = 138 °C

ti = 63 °C

ta = 23 °C

ch=4,19 kJ/Kg°C

Tempo acqua 3’

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