Appunti ed Esercizi di Fisica Tecnica e ... - Valentiniweb.com

Cap. 12. Combustione e generatori di calore
Il calore di combustione potenzialmente disponibile per il fluido termovettore non viene
utilizzato totalmente, ma una parte dell’energia generata dalla combustione viene persa in:
• perdite per calore sensibile nei fumi (la quota maggiore delle perdite);
• perdite per incombusti (combustione incompleta);
• perdite per scambio termico convettivo e per irraggiamento attraverso l’involucro esterno
del generatore e l’ambiente;
• perdite dovuta all’energia associata alle scorie (termine importante solo se il combustibile
è costituito da rifiuti solidi urbani o legno).
Al fine di comprendere meglio le varie perdite andiamo a considerare i bilanci di massa e di
energia:
|W t,d | |W t,varie |
G ter h ter,u
G s h s
G c (H+h c )
G a h a
G f h f
G ter h ter,e
• bilancio di massa:
G G
G +
f s
c
+ Ga
= G
f
+ Gs
⇒ 1 + n at
=
(7)
Gc
Gc
dove G c è la portata di combustibile, G a la portata di aria, G f la portata dei fumi e G s la portata
delle scorie solide di combustione o ceneri.
• bilancio di energia:
G
c
( H hc
) + Ga
ha
= G
f
h
f
+ Gs
hs
+ Wt
, ter
+ Wt
, d
+ Wt
, varie
+ (8)
dove H è il potere calorifico del combustibile (che per chiarezza indichiamo separatamente
dalla cosiddetta entalpia sensibile h c dovuta invece a pressione temperatura) e:
W
t, ter
= Gter
( hter,
u
− hter,
e
) = potenza del generatore, potenza termica ricevuta dal
fluido termovettore (potenza termica utile);
Wt
, d
= α A( Tp
− Te
) = potenza persa per dispersione termica dalle pareti del
generatore;
W
varie
= termine che tiene conto delle perdite per combustione incompleta,
dell’energia necessaria per alimentare gli ausiliari, energia persa per spurghi, ecc. (è
normalmente trascurabile rispetto agli altri termini);
G
s
hs
= energia associata alle scorie.
Il bilancio energetico può quindi anche essere riformulato come
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