RESUMEN
Se describe el proceso de
cálculo
de chimeneas, para producir tiros inducidos, útiles para
sanear atmósferas de naves
industriales, para generadores de vapor, etc. Se hace ver que
usando este procedimiento, se
evita el calentamiento
global debido a los tiros forzados. Útil en la
impartición de la cátedra Higiene y
Seguridad
Industrial, y la cátedra Generadores de Vapor.
DESARROLLO DEL
TEMA
Tiro.– La diferencia de presión,
conocida comúnmente por " tiro" , se suele expresar en
milímetros o pulgadas de columna de agua, su
medición se hace por arriba o por debajo de
la presión atmosférica; uno de los medidores de
tiro mas conocidos, se le define como " de tipo inclinado"
.
Con el propósito de evitar enfermedades profesionales
en el personal que
labora, adquiridas por las vías respiratorias, el tiro es
necesario para arrastrar atmósferas contaminadas dentro de
los locales industriales. El tiro puede ser natural o
mecánico, el primero se produce térmicamente, el
segundo mediante eyectores de vapor o ventiladores. Las resistencias
opuestas al paso del aire en los
locales, son: las de los conductos, chimeneas, pantallas
deflectoras y equipo, equipo y personal trabajando, polvo y
demás depósitos opuestos al paso del aire.
Tiro natural.- La diferencia de presión
denominada " tiro natural" , se produce en nuestro estudio por el
efecto creado por una chimenea. Su valor depende
de: la altura de la chimenea sobre el nivel del piso y de la
diferencia media de temperaturas entre la del aire dentro de la
chimenea, calentada por el sol, y la del
aire exterior.
Como ventajas tenemos que: e l aire natural no consume
energía mecánica, eléctrica y no contribuye
al calentamiento global; está principalmente indicada en
locales en donde normalmente no hay alimentación
eléctrica. No se requiere un gran caudal de aire para
remover atmósferas viciadas, sin embargo siempre la
inversión inicial por la construcción de la chimenea, es mayor que
la inversión por ventiladores o extractores de aire.
Chimeneas de obra y de plancha.-
Para evacuar atmósferas contaminadas a una altura
reglamentaria (de 20 metros en adelante); para crear el tiro se
pueden emplear chimeneas de ladrillo o de plancha de acero. Lasa
chimeneas construidas de plancha ligera hay que afianzarlas con
vientos y apoyos; estos últimos no son necesarios si la
plancha empleada es gruesa.
Las chimeneas de ladrillo tienen propensión de
presentar fugas debido a la falta de adherencia que muchas veces
se presenta en estos materiales,
así como también grietas ocasionadas por el
asentamiento de parte de la estructura.
Las chimeneas de cemento
también están sujetas a formación de
grietas. Las fugas de aire en las chimeneas destinadas a producción de tiro natural, reducen ele
valor disponible de este. Las chimeneas de acero, de no pintarse
con gran esmero, son corroídas por la acción
del aire y de la atmósfera; asimismo, si no se revisten
interiormente, son corroídas por los componentes de los
gases
contaminantes de la atmósfera proveniente de los locales
industriales, de suerte que su duración es mucho
más corta que la de una chimenea de ladrillo u
hormigón. La principal ventaja de una chimenea de plancha
de acero seria su buena conductividad térmica en
comparación con el ladrillo y el concreto; para
comprobar esto basta introducirse en un automóvil expuesto
al sol y para comparar, después en una habitación
de concreto al sol.
Sección recta y altura de una
chimenea.
La acción creadora de la circulación de aire
dentro de la chimenea, y necesaria para vencer los rozamientos
mencionados líneas arriba, expresada en centímetros
de columna de agua, es igual a la altura " h" de la chimenea, en
metros sobre el nivel del suelo, por la
diferencia de las densidades del aire exterior " da" y
la densidad media de
los gases " dg" dentro de la chimenea; esta depresión
vale por lo tanto: h (da – dg). Esta
presión expresada en centímetros de columna de agua
será:
En que D es la densidad del agua pura para la temperatura
del aire externo a la chimenea.
Este tiro teórico expresado en función de
h, D, la temperatura absoluta en ºK del aire exterior
Ta, la temperatura absoluta Tg de los gases
interiores y la presión barométrica " B" en
milímetros de mercurio
será:
Normalmente para un valor de tiro requerido
teóricamente hw, en centímetros de agua,
la altura h de la chimenea en metros, será;
La velocidad de
los gases en función de la altura de la chimenea y de las
temperaturas es:
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