El presente TP se refiere al manejo y uso
del "calisuar" y su aplicación en la conversión
de artefactos de gas envasado a
gas
natural.
El calisuar está conformado en
metal duro; posee una empuñadura (en general, de
bronce), un tramo cilíndrico y una hoja o "punta"
facetada, que puede ser de tres o cuatro caras; usualmente es
de tres caras (piramidal).
Cuanto más larga sea la hoja
facetada, más precisa resulta la herramienta.
Los tamaños más usados,
son:
-30 mm. L x 1 mm. D Donde: L= largo hoja
faceta
D= díametro mayor
-30 mm. L x 2 mm. D
-30 mm. L x 4 mm. D
Esquema de un calisuar y sus proporciones
geométricas:
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seleccione la opción "Descargar" del menú
superior
Inyector
El procedimiento
es el siguiente ( ver fig.2):
-Se introduce el calisuar , con cuidado , en el
orificio del inyector.
-Cuando el calisuar hace tope en el orificio, se
marca la
profundidad a la que ha llegado la hoja del calisuar y se mide
cuanto de la misma ha penetrado. Esta longitud será
denominada como "l".
-Luego procedemos a calcular el diámetro del
inyector, (al que llamaremos "d"), mediante la siguiente
proporción:
d= D x
l
L
PROBLEMA:
Se desea transformar de Gas envasado a
Gas Natural
, una cocina de tres hornallas y horno convencional, que
combustiona correctamente, no conociéndose el
diámetro de los orificios de sus inyectores y contando
con un calisuar, cuyas medidas son: L= 30 mm. y D= 2
mm.
La penetración del calisuar en cada orificio de
cada uno de los inyectores, arroja los siguientes
resultados:
longitud de penetración (li)
Quemador de hornalla grande………………….15
mm.
Quemador de hornalla mediana……………….10
mm.
Quemador de hornalla chico……………………. 8
mm.
Quemador del
horno……………………………….20 mm.
1°- Procedemos a calcular los diámetros de
los orificios de los inyectores, trabajando con GE.
Diámetro h.grande= 2 mm. x 15 mm.= 1 mm.
(d1)
30 mm.
Diámetro h.mediana= 2 mm. x 10 mm.= 0,66
mm. (d2)
30 mm.
Diámetro h.chica= 2 mm. x 8 mm. = 0,53
mm. (d3)
30 mm.
Diámetro horno= 2 mm. x 20 mm. = 1,33
mm.(d4)
30 mm
2°- Con los diámetros calculados,
determinamos las áreas de los inyectores.
Para ello, utilizamos la siguiente fórmula
:
Diámetro = 4 x A
pi
Despejamos el Area y procedemos a su cálculo:
A1= (d1)2 x pi = (1
mm.)2 x 3,1416 = 0,7854
mm2
4 4
A2= (d2)2 x pi = (0,66
mm.)2 x 3,1416 = 0,3421
mm2
- 4
A3= (d3)2 x pi = (0,53
mm.)2 x 3,1416 = 0,2206
mm2
- 4
A4= (d4)2 x pi = (1,33
mm.)2 x 3,1416 = 1,3892
mm2
- 4
3°- Conocidas las áreas, calculamos los
caudales, con la fórmula empírica:
Donde: A= área inyectores (Gas
Envasado)
S Q= caudal que
entregan
A= Q x h S= densidad del
gas (Gas Envas.)
0,0144 x C C= coeficiente de descarga
h= presión
de trabajo del Gas Env.
Despejamos Q, y procedemos a su cálculo.
Para simplificar las operaciones,
podemos obtener un coeficiente, constante para GE, de la
siguiente forma:
Conocemos : S para GE = 1,52
C……………= 0,61
h para GE = 280 mm.m.c.a.
Entonces:
A= Q x 0,073678 = Q x 8,39 Q = A Q=
caudal
0,008784 8,39 A= área
Q1= A1 = 0,7854 mm2 = 0,0936
m3/h
8,39 8,39
Q2= A2 = 0,3421 mm2 = 0,0407
m3/h
8,39 8,39
Q3= A3 = 0,2206 mm2 = 0,0263
m3/h
8,39 8,39
Q4= A4 = 1,3892 mm2 = 0,1656
m3/h
8,39 8,39
4°- Calculamos las Potencias Térmicas para
cada uno de los inyectores:
Potencia Térmica = Q x Poder
Calorífico Gas Envasado
Q1 x 22.380 kcal/m3 = 0,0936
m3/h x 22.380 kcal/m3= 2.095
kcal/h
Q2 x 22.380 kcal/m3 = 0,0407
m3/h x 22.380 kcal/m3= 911
kcal/h
Q3 x 22.380 kcal/m3= 0,0263 m3/h
x 22.380 kcal/m3= 588 kcal/h
Q4 x 22.380 kcal/m3= 0,1656 m3/h
x 22.380 kcal/m3= 3.706 kcal/h
Las Potencias Térmicas para cada uno de lo
quemadores, deberan permanecer constantes, por lo tanto, para
modificar el orificio de los inyectores para Gas Natural,
debemos partir de éstas mismas Potencias
Térmicas.
Con las Poténcias Térmicas obtenidas,
para Gas Envasado e invirtiendo el procedimiento,
calculamos, para Gas Natural, los nuevos caudales, las
áreas de los orificios de los inyectores; luego sus
diámetros y por último, la nueva
penetración del calisuar para modificar los orificios de
los inyectores.
5°- Nuevos caudales para Gas Natural:
Q= Potencia Térmica
Poder Calorífico Gas Natural
Q1= 2.095 kcal/h = 0,2252
m3/h
- kcal/m3
Q2= 911 kcal/h = 0,0979
m3/h
9.300 kcal/m3
Q3= 588 kcal/h = 0,0632
m3/h
9.300 kcal/m3
Q4= 3.706 kcal/h = 0,3985
m3/h
9.300 kcal/m3
6°- Area de los orificios de los inyectores, para
Gas Natural:
S Donde: A= área inyectores
Gas Natural
A1= Q x h Q = caudal que entregan
0,0144 x C S = densidad del
Gas Natural
C= coeficiente de descarga
h= presión
de trabajo Gas Natural
Nuevamente podemos simplicar los
cálculos.
Conocemos: S para GN = 0,65
C……………= 0,61
h……………= 180 mm.m.c.a.
Entonces:
A= Q x 0,060092 = Q x 6,84
0,008784
A1= Q1 x 6,84 = 0,2252 m3/h x 6,84 = 1,5403
mm2
A2 = Q2 x 6,84 = 0,0979 m3/h x 6,84 =
0,6696 mm2
A3= Q3 x 6,84 = 0,0632 m3/h x 6,84 = 0,4323
mm2
A4 = Q4 x 6,84 = 0,3985 m3/h x 6,84 =
2,7257 mm2
7°- Recalculamos los diámetros de los
orificios de los inyectores, nuevamente con la
fórmula:
Diámetro = A x 4
pi
d1 = 1,5403 mm2 x 4 =
1,4004 mm.
3,1416
d2 = 0,6696 mm2 x 4 =
0,9233 mm.
3,1416
d3 = 0,4323 mm2 x 4 =
0,7419 mm.
3,1416
d4 = 2,7257 mm2 x 4 =
1,8629 mm.
3,1416
8°- Por último, recalculamos las
profundidades a las que debe llegar el calisuar, para modificar
los orificios:
l = L x d
D
l1 = 30 mm. x d1 = 30
mm. x 1,4004 mm.= 21,01 mm.
2 mm 2 mm.
l2 = 30 mm. x d2 = 30
mm. x 0,9233 mm. = 13,85 mm.
2 mm. 2 mm.
l3 = 30 mm. x d3 = 30
mm. x 0,7419 mm. = 11,13 mm.
2 mm. 2 mm.
l4 = 30 mm. x d4 = 30
mm. x 1,8629 mm. = 27,94 mm.
2 mm. 2 mm.
CONCLUSIÓN: El calisuar deberá
penetrar en los orificios de los inyectores, las siguientes
longitudes, para convertir a éstos en inyectores
preparados para Gas Natural:
Inyector quemador hornalla
grande…………………….. 21,01
mm.
Inyector quemador hornalla
mediana…………………… 13,85
mm
Inyector quemador hornalla
chica……………………….. 11,13
mm.
Inyector quemador
horno…………………………………… 27,94
mm
Queda sólo un paso más para dejar
preparada la cocina para Gas Natural, y éste es
modificar el orificio de mínima de los robinetes,
procedimiento que no conlleva mayor cálculo que
verificar que los diámetros de dichos orificios
tengan el 80 % del diámetro de los inyectores
respectivos.
El presente, se basa en un Trabajo Práctico de
mis actuales estudios.
Osvaldo Luis Fernández
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