Crónica de la industria (1879-12-15 00:00:00), página 16

narse solamente en las investigaciones científicas. Si además las escorias tuviesen una temperatura de 800° (caso que no es general, pues se hallan situadas inmediatamente encima de la rejilla), la pérdida sería solamente de 20 calorías para un kilogramo de hulla con 10 por 100 de cenizas y que tengan un calor específico de 0,25. Pero si los residuos se hallan en el cenicero, esta pérdida es insensible, porque el calor robado por las escorias se transmite, en su mayor parte, al aire atmosférico que penetra en el hogar.

La cantidad de calor perdido por efecto de la temperatura elevada de los gases que se desprenden, es muy á menudo de consideración, y mucho más grande de lo que generalmente se cree y de lo que exige el tiro de la chimenea. Para determinar la importancia de esta pérdida, se debe medir exactamente la cantidad de los gases y su temperatura.

Para determinar la cantidad de gases, se ha medido con ayuda de un anemómetro la cantidad de aire que entra en el hogar; pero, sin hablar de la dificultad de ejecución de este método, los resultados obtenidos no concuerdan, porque en primer lugar, circunstancias, diversas resistencias debidas al frotamiento, diferencias de temperatura, etc., hacen este procedimiento inexacto, y además que la man- postería que sostiene una caldera nunca es completamente impermeable al aire, no siendo posible medir directamente la cantidad del mismo que ha entrado.

Linde, analógicamente á lo hecho en 1850 por Marozeau, calcula la cantidad total \( L \) de la mezcla gaseosa y la temperatura \( t_1 \) del hogar, con ayuda de la cantidad \( W_1 \) de calor transmitido por una gran caldera al agua de alimentación, del calor \( W_2 \) cedido en el recalentador y de las temperaturas \( t_2 \) de los gases entre la caldera y el recalentador y \( t_3 \) detrás del mismo según las fórmulas:

\[
\frac{W_1}{W_2} = \frac{t_1 - t_2}{t_3 - t_2} \quad \text{y} \quad W_2 = Lc(t_2 - t_3)
\]

llamando \( c \) al calorífico específico.

Se deduce de estas ecuaciones:

\[
\frac{W_2}{c(t_2 - t_3)} = W_3
\]

Se han llevado á cabo dos experimentos con dos calorímetros del modo siguiente: en el primer experimento, el primer calorímetro estaba formado de 8 calderas de vapor que reunían una superficie de calefacción de 400 metros cuadrados, y el segundo por un recalentador con una superficie de calefacción de 270 metros; en el segundo ensayo se suprimió una caldera. Se empleaba hulla de Penzberg que solo contenía un 40 por 100 de carbono. El siguiente cuadro da idea clara de los resultados obtenidos en estos experimentos:

    Primer experimento
    Segundo experimento

    Cantidad de agua consumida.
    (Kilogramos)
    47,265
    28,826

    Cantidad de agua contenida en el vapor. (p. c.)

    7,95
    12,35

    Presión media del vapor excediendo á la de la atmósfera.
    (Atmósferas)
    5,18
    6,5

    Temperatura del agua á la entrada del recalenta- dor.
    (Grados)
    30,75
    33,07

    Temperatura del agua á la salida.

    88,90
    105,6

    Relación de \( W_1 \) á \( W_2 \).

    0,112
    0,13

    \( t_1 \)

    297,00
    197,00

    \( t_2 \)

    120,00
    127,5

    \( t_3 \) (calculado).

    930,00
    773,00

    Cantidad de agua vaporizada por un kilogramo de hulla.

    3,97
    4,08

    Cantidad de aire.

    18,4
    18,7

Linde explica el resultado más satisfactorio del segundo experimento por la combustión más completa que compensaría con creces la pérdida resultante del notable aumento en la cantidad de aire introducido, pero esta ex- plicación no es del todo admisible porque había ya un gran exceso de aire en el primer ensayo.

Este método de Linde supone que la transmisión del calor de los gases del hogar al agua de la caldera y al recalentador es exactamente proporcional á la temperatura, lo que en realidad nunca tendrá lugar á causa de la influencia del polvo, hollín, incrustaciones y áun de la misma naturaleza variable de los paletros. Linde no tiene en cuenta tampoco que los calorímetros pierden una cantidad notable de calor por conductibilidad y radiación, y olvida finalmente que el calor específico de los gases no es constante á temperaturas diferentes. No llegando con este método á resultados exactos, sólo queda poder calcular la cantidad total de los gases por medio del análisis de los mismos y del combustible.

En las investigaciones emprendidas hasta el presente sobre la calefacción, se ha determinado con el mayor cuidado las temperaturas del agua de alimentación y del aire atmosférico, el estado del barómetro, del viento y del tiempo; pero se ha hecho uso generalmente de cifras defectuosas para el calor específico de los gases. Como los valores hallados por Regnault para los caloríficos específicos de los gases y los vapores de que hablamos aquí se han indicado diferentes por los autores de las obras más conocidas, como Bunsen, Péchét, Emsmann, Ferini, Jamin, Willner y Naumann, creemos útil reproducir las cifras dadas por Regnault en 1862, en las Memorias de la Academia de Ciencias de Francia:

    Temperatura
    Calor específico.

    Grados

    Aire atmosférico
    0 á 200
    0,29751

    Oxígeno
    10 á 200
    0,21751

    Nitrogeno
    0 á 200
    0,2438

    Hidrógeno
    10 á 200
    0,4090

    Ácido carbónico (\( CO_2 \))
    -30 á 10
    0,18127

    Idem
    +10 á 100
    0,20246

    Idem
    +10 á 210
    0,21922

    Oxígeno carbónico (\( CO \))

    0,4801

    Hidrógeno de metilo (\( CH_4 \))
    10 á 200
    0,50905

    Etileno (\( C_2H_4 \))
    10 á 200
    0,4040

    Ácido sulfuroso (\( SO_2 \))
    10 á 200
    0,15381

    Vapor de agua (\( H_2O \))
    10 á 200
    0,49051

El calor específico del hidrógeno, del oxígeno y del nitrógeno apenas varía en los límites de temperatura indicados en el cuadro, pero no sucede lo mismo con el ácido carbónico.

Si se designa por \( \lambda \) el número de unidades de calor necesarias para calentar de —30 á \( t^o \) un kilogramo de ácido carbónico, se tendrá:

\[
\lambda = AT + BT^2 + CT^3 \quad \text{siendo} \quad T = t + 30^o
\]

Los tres coeficientes constantes \( A, B \) y \( C \) se calculan por medio de las tres ecuaciones siguientes que se extraen de los experimentos:

\[
\begin{align*}
0.1827 &\times 40 = 7.3708 = A \times 40 + B (40)^2 + C (40)^3 \\
7.3708 + 0.29246 \times 60 = 25.5922 &= A \times 100 + B (100)^2 + C (100)^3 \\
7.3708 + 0.29246 \times 200 = 50.7548 &= A \times 240 + B (240)^2 + C (240)^3
\end{align*}
\]

Así se llega á

\[
A = 0.1781607, \quad B = 0.0004202 \quad \text{y} \quad C = 0.0000000333
\]

Bajo el punto de vista práctico, conviene tomar el calor específico medio entre +10° (temperatura media del año) y la temperatura final. La cantidad de calor necesaria para calentar el ácido carbónico de —30° á \( t^o \) ó \( t_1^o \) se halla por las ecuaciones:

\[
\lambda = A (t + 30) + B (t + 30)^2 + C (t + 30)^3
\]
\[
\lambda_1 = A (t_1 + 30) + B (t_1 + 30)^2 + C (t_1 + 30)^3
\]

La cantidad de calor necesaria para calentar á \( t^o \) — \( t_1^o \) es, pues, \( (\lambda - \lambda_1) \) y el calor específico medio entre \( t^o \) y \( t_1^o \) es \( \frac{\lambda - \lambda_1}{t - t_1} \).