RESUMEN: El objetivo del presente trabajo es desarrollar precalentadores de aire, compuestos de termosifones bimetálicos aletados, para aprovechar la energía contenida en los gases de escape de calderas industriales. El proceso comprendió el desarrollo de la metodología del diseño geométrico, térmico y económico de una línea de 14 precalentadores de aire para utilizarse en calderas industriales desde 10 CC hasta 800 CC , un ejemplo de aplicación para una caldera de 100 CC, y el desarrollo de un programa de cómputo. El procedimiento de la metodología del diseño geométrico, térmico y económico del precalentador, considera las siguientes herramientas: geometría y trigonometría para el diseño geométrico, las ecuaciones fundamentales de transferencia de calor, balances de energía, modelos empíricos de coeficientes de convección, mecánica de fluidos, propiedades físicas y químicas del aire, gases de combustión, aluminio y acero inoxidable para el diseño térmico, y costos de materiales utilizados en la fabricación de los precalentadores, para el diseño económico. El programa de cómputo se generó en el lenguaje de programación Visual Basic 6 y permite realizar el diseño geométrico, diseño térmico, y diseño económico de una línea de 14 precalentadores de aire compactos, para utilizarse en calderas industriales desde 10 CC hasta 800 CC, utilizando la metodología anteriormente mencionada. Se incluye un ejemplo de cálculo geométrico, térmico y económico de un precalentador de aire para una caldera industrial de 100 CC. Mediante el empleo del programa de cómputo, fue posible obtener las diferentes variables geométricas, térmicas y económicas para una línea de 14 configuraciones de precalentadores de aire, que satisfacen las condiciones de operación de calderas industriales y el diseño de los precalentadores de aire compactos. También fue posible definir la relación existente entre las diferentes temperaturas de entrada del aire y gases de combustión al precalentador y la cantidad de calor transferido, temperaturas de salida del aire y gases de combustión, coeficientes de transferencia de calor por convección, etc. Se obtiene una disminución en la temperatura de salida de los gases de la combustión en la caldera industrial con precalentador, lo que origina una mayor eficiencia en la caldera, disminuyendo el gasto de combustible, por lo que crea un ahorro económico y menor contaminación ambiental.
ABSTRACT: The objective of the present work is to develop precalentadores of air, made up of boilers bimetallic aletados, to take advantage of the energy contained in the gases of escape of industrial boilers. The process understood the development of the methodology of the geometric, thermal and economic design of a line of 14 precalentadores of air to be used in industrial boilers from 10 DC up to 800 DC, an application example for a boiler of 100 DC, and the development of a computation program. The procedure of the methodology of the geometric, thermal and economic design of the precalentador, considers the following tools: geometry and trigonometry for the geometric design, the fundamental equations of transfer of heat, energy balances, empiric models of convection coefficients, mechanics of fluids, physical and chemical properties of the air, combustion gases, aluminum and stainless steel for the thermal design, and costs of materials used in the production of the precalentadores, for the economic design. The computation program you generates in the language of Visual programming Basic 6 and he/she allows to carry out the geometric design, I design thermal, and economic design of a line of 14 compact precalentadores of air, to be used in industrial boilers from 10 DC up to 800 DC, using the previously mentioned methodology. An example of geometric, thermal and economic calculation of a precalentador of air is included for an industrial boiler of 100 DC. By means of the employment of the computation program, it was possible to obtain the different geometric, thermal and economic variables for a line of 14 configurations of precalentadores of air that you/they satisfy the conditions of operation of industrial boilers and the design of the compact precalentadores of air. It was also possible to define the existent relationship between the different temperatures of entrance of the air and combustion gases to the precalentador and the quantity of transferred heat, temperatures of exit of the air and combustion gases, coefficients of transfer of heat for convection, etc. A decrease is obtained in the temperature of exit of the gases of the combustion in the industrial boiler with precalentador, what originates a bigger efficiency in the boiler, diminishing the expense of fuel, for what believes a saving economic and smaller environmental contamination.
