Crónica de la industria (1879-11-15 00:00:00), página 24

INVESTIGACION ACERCA DEL EFECTO CALORIFICO UTIL DE LAS CALDERAS DE VAPOR, POR F. FISCHER.

Hace ya muchos años que se estudian los medios de determinar el efecto calorífico útil de las calderas en actividad, es decir, la cantidad de agua vaporizada por kilogramo de un combustible conocido en una caldera determinada. Desgraciadamente, la mayor parte de las investigaciones que se han llevado a cabo con este fin, han ofrecido algún defecto. En los trabajos antiguos se ha descrito generalmente la pérdida debida al calor arrastrado por los productos de la combustión.

Hartig, en 1860, hizo algunos ensayos interesantes, en cada uno de los cuales empleó 1.500 kilogramos de hulla, pero sólo determinaba la temperatura de los gases dos ó tres veces en cada veinticuatro horas, sin cuidarse de averiguar su composición química. No obstante, estos ensayos sirvieron para demostrar que en la práctica, de 42 á 71 por 100 de la potencia calorífica teórica de la hulla, calculada según el análisis elemental de esta última, se utiliza para la vaporización.

Scheurer-Kestner fue el primero que hizo ver en 1870 y 1871, cómo podían determinarse separadamente las diversas pérdidas de calor en las calderas; pero en sus experimentos todavía el examen de los gases dejaba que desear.

La influencia ejercida en los resultados de los ensayos por la pérdida debida á los gases que se escapan, está claramente demostrada por los experimentos que realiza desde 1890 la Sociedad Industrial de Mulhouse, para conceder los premios de calefacción que adjudica.

Los fogoneros que toman parte en el concurso, reciben primeramente las mismas instrucciones; tienen que alimentar durante un largo trascurso de tiempo el hogar de una misma caldera. Se calcula la cantidad de combustible consumido, el residuo y la cantidad de vapor producido. El cuadro siguiente indica el promedio de los resultados obtenidos de esta manera:

    AÑOS.
    Cantidad de cenizas contenida en la hulla.
    CANTIDAD DE AGUA VAPORIZADA POR 1 KILOGRAMO.
    Diferencia entre las calderas vaporizadas por los diversos fogoneros

    Por 100.
    Kilógr.
    Para un 10 por 100 de cenizas.
    Kilógr.
    Para la sola ceniza.
    Kilógr.
    Por 100.

    1861
    9'6
    9'3
    7'68

    15'3

    1862
    10'8
    7'59
    8'35

    4'2

    1863
    12'4
    7'43
    8'25

    18'7

    1-64
    13'3
    7'55
    8'39

    10'4

    1865
    21'6
    7'67
    8'51

    9'6

    1866
    20'9
    6'47
    7'48

    28'2

    1867
    17'7
    7'64
    8'48

    16'6

    1868
    11'0
    7'41
    8'22

    7'5

    1869
    16'1
    7'24
    8'02

    8'0

    1873
    23'4
    8'40
    9'33

    1874
    17'1
    8'31
    9'22

    7'1

    1875
    18'4
    9'03
    10'02

    10'0

    1877
    7'6
    8'74
    9'69

    8'5

La diferencia en la producción de los fogoneros ascende, pues, á 28 por 100. En 1863, tres de los fogoneros vaporizaron respectivamente, un kilogramo de hulla, sin contar las cenizas, 8'45, 8'24 y 8'17 kilogramos de agua, mientras que en un ensayo que precedió inmediatamente á aquél, los mismos fogoneros no habían vaporizado más que 7'37, 7'37 y 7'30 kilogramos de agua. Cuando llegan á semejantes diferencias personas igualmente hábiles, que trabajan con la misma caldera y emplean el mismo combustible, no se puede atribuir á otra cosa sino á la condición de los gases que se desprenden, y desde luego se debe reconocer que el valor de un gran número de estos ensayos, en los que la temperatura no se calcula verdaderamente, ó sólo imperfectamente, ó bien que únicamente está indicada, no guarda relación con el tiempo y el dinero que á menudo se han consagrado á estos experimentos. La investigación del efecto calorífico útil de una caldera de vapor, no puede llenar su objeto principal sino cuando las causas de las pérdidas se han establecido de un modo exacto y en las condiciones más variables; este fin es de dar á conocer los elementos necesarios para la construcción y conducción de la caldera, con objeto de poder evitar ó disminuir estas pérdidas.

En estos experimentos caloríficos sobre las calderas, en que se trata de determinar el valor del hogar ó el de la hulla, hay siempre que buscar cuánta agua puede vaporizar un kilogramo de combustible.

La cantidad de agua que entra en la caldera durante el ensayo es fácil de apreciar por peso ó medida; pero es más difícil de conseguir obtener que haya en la caldera, después del ensayo, la misma cantidad de agua que al principio. Aun teniendo en cuenta la dilatación de la caldera y la del agua, fácilmente se cometen errores que no son despreciables sino cuando el ensayo tiene una duración muy larga.

No se puede considerar como vaporizada toda el agua introducida en la caldera durante el ensayo, porque el vapor de diferentes calderas arrastra cantidades notables de agua, cuando no se emplea ningún aparato desecador de vapor. Hallauer y Hugentobler determinan la cantidad de agua arrastrada por el vapor por medio del calor desprendido por la condensación de una cantidad dada de vapor. Según Linde, este método, indicado por Hirn, no da indicaciones exactas sino cuando se dispone de instrumentos de precisión. Linde emplea un condensador de superficie, en lugar de un condensador de inyección; el aparato se compone de un vaso cilíndrico que se intercala sobre un tubo de conducción de agua, en el que se encuentra un serpentín en comunicación con él por una llave de salida y un tubo de vapor; una llave colocada cerca del otro extremo del serpentín, permite la salida de la mezcla condensada y regulariza la cantidad de vapor sobre que se opere. Diferentes termómetros indican constantemente las temperaturas \( t', t'' \) del agua de enfriamiento á su entrada y salida del aparato, y la \( t_4 \) del agua de condensación. Se evitan en lo posible las pérdidas de calor por conductibilidad y por radiación, rodeando con cuidado el aparato con una envolvente mala conductora del calor. El calor \( W \), desprendido por la condensación del vapor, puede determinarse midiendo la cantidad de agua de enfriamiento empleada y calculando el valor medio de \( t' \) y \( t'' \); la mezcla condensada \( G \) se mide igualmente y se toma el promedio de \( t_4 \).

Linde ha llegado hasta ahora con este aparato á resultados muy notables, de los que deduce que las memorias de los ingenieros alsacianos no pueden ser exactas. En una serie especial de experimentos, ha encontrado exactamente seco y saturado el vapor de la condensación de una máquina que, en realidad, contenía 7 á 12 por 100 de agua. Explica esto por el hecho de que el vapor, para entrar en el tubo pequeño del aparato, debe formar un ángulo recto; el agua arrastrada, á causa de su mayor peso específico, pasa solamente delante de la abertura del tubo pequeño, y el vapor puró y saturado, entra en el aparato; no hay más que recurrir el tubo en la dirección del tubo principal. Pero el ensayo no es aún exacto sino cuando la relación de las dos secciones de los tubos es igual á la relación de las cantidades de vapor que se encuentran en los mismos; porque cuando la sección