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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