La Gaceta industrial (1877-08-25 00:00:00), página 1

PÉRDIDAS DE CALÓRICO POR RADIACIÓN
DE LAS CALDERAS DE VAPOR, Y VALOR ECONÓMICO DE LOS REVESTIMIENTOS, POR J. C. HOADELY.

(Extracto del Journal of the Franklin Institute.)

Se sabe que las calderas que encierran vapor á alta presión pierden rápidamente el calórico por radiación cuando su superficie no está protegida por ninguna cubierta ó envolvente mal conductora del calor. Las sustancias más empleadas para impedir estas pérdidas son la madera, el fieltro, el asbesto, el yeso, etc.; pero no se conoce exactamente la pérdida que se produce en ciertas y determinadas condiciones con que se tropieza frecuentemente en la práctica, y el valor económico de las diversas envolventes. La economía que se realice no puede considerarse como inversamente proporcional al poder conductor de la superficie empleada; la superficie exterior se aumenta más ó menos, y la radiación, si es menos activa, procede de una superficie mayor. Si la sustancia que se emplea posee un poder radiante más considerable que el del hierro, lo que sucede necesariamente si es más mala conductora del calor que este último, la pérdida puede ser muy grande, aunque la superficie radiante parezca estar poco caliente á la mano.

La pérdida exacta en una caldera dada y en las condiciones ordinarias, la relación de esta pérdida á la potencia generatriz de la caldera y la economía que puede realizarse por el empleo de semejante envolvente particular y conveniente, son otros tantos puntos desconocidos en general, y que, habiéndose establecido únicamente por la observación y la experiencia, no están al alcance de todos y son de una aplicación difícil.

Casi todas las calderas fijas de cierta importancia están protegidas por mamposterías encima, de las que hay cienzas ó materias semejantes. Las locomotoras, expuestas al rigor de todos los elementos, al viento, á la nieve y á la lluvia, tienen generalmente un poco más de la mitad de su superficie exterior, recubierta de una camisa de madera con envolvente de palastro. Las locomotivas, en ciertos países, están provistas de cubridores como las locomotoras; en otras comarcas se deja la caldera completamente á cubierto.

El autor da cuenta de los resultados de los experimentos emprendidos por él con una máquina que funcionaba en la Exposición de Filadelfia, y cuya caldera no poseía ningún gen-ero de envolvente; la superficie radiante era igual á los 7/8 próximamente de la superficie de calefacción. Estos experimentos, repetidos por dos veces, demostraron que la pérdida con las más elevadas presiones (6 á 8 atmósferas efectivas), era de 9 á 14 por 100 del poder evaporador de la caldera en su marcha normal, es decir, por un trabajo medio de 80 ca- ballos. Se trataba de saber hasta qué punto podía disminuirse esta pérdida, recubriendo la caldera de una envolvente; á este efecto, se hicieron ensayos sobre otra maquina de 60 ca- ballos, tanto antes como después de haberle colocado una en- volvente.

Esta última después de ensayada y reconocida, resultó á 10 atmósferas sin escapes; se redujo la presión á la de la atmósfera, estando el agua poco más ó menos á su nivel normal, y se encendió un buen fuego con leña seca, dejando entera- mente abierta la válvula de seguridad. Cuando el fuego estuvo completamente encendido, con una buena cantidad de car- bon incandescente en el fondo del hogar, se llenó este con una capa compacta de leña seca y se cerró la válvula de se- guridad; se anotó el momento preciso de cerrar la puerta del hogar y la válvula de seguridad, y los momentos correspondientes á cada aumento de presión de 0,176 (0,2 atmósferas próximamente) por centímetro cuadrado.

Se supuso que el calor permanecía constante durante todo el tránscurso del experimento, lo que no es rigurosamente exacto; pero la variación es bastante pequeña y puede des- preciarla. Por otro lado, se calculó los tiempos necesarios para producir aumentos sucesivos de presión de 0,476 desde 0 hasta 10,548 por centímetro cuadrado (10 atmósferas próximamente), teniendo en cuenta 1.º, el peso de la caldera y sus accesorios, que se calientan por el vapor y agua ca- liente y el calor específico del hierro; 2.º, el peso del agua que se encuentra encima del nivel y su calor específico, mo- dificados por la temperatura; 3.º, el peso progresivo del vapor contenido en la cámara de vapor, y la disminución igualmen- te progresiva de su cantidad de calor. El cuadro siguiente da cuenta de los resultados calculados y los observados:

    Presiones expresadas en kilogramos por centímetros cuadrados.
    Tiempo necesario para cada aumento de presión de 0,73 kilogramos por centímetro cuadrado en minutos.

    Calculado.
    Observado.

    De 0 á 0,703
    5,0
    7,5

    De 0,703 á 1,406
    3,5
    4,3

    De 1,406 á 2,109
    2,8
    3,3

    De 2,109 á 2,812
    2,3
    2,8

    De 2,812 á 3,515
    2,0
    2,1

    De 3,515 á 4,219
    1,8
    1,9

    De 4,219 á 4,922
    1,6
    1,7

    De 4,922 á 5,625
    1,5
    1,4

    De 5,625 á 6,328
    1,3
    1,3

    De 6,328 á 7,031
    1,2
    1,2

    De 7,031 á 7,734
    1,2
    1,2

    De 7,734 á 8,437
    1,1
    1,1

    De 8,437 á 9,140
    1,0
    1,0

    De 9,140 á 9,843
    1,0
    1,0

    De 9,843 á 10,546
    0,9
    0,9

Este cuadro comparativo parecece probar que la intensi- dad del fuego había aumentado durante los 20 primeros mi- nutos, hasta que la presión se elevó á 3kg.515 por centímetro cuadrado, y permaneció después constante, puesto que los tiempos calculados vienen á coincidir con los observados.

Cuando se alcanzó esta presión de 10kg.546 por centí- metro cuadrado, se quitó rápidamente el combustible conte- nido en el hogar y se cerraron herméticamente todas las aber- turas de este último. El enfriamiento no podía así tener lugar sino por radiación de la superficie exterior de la caldera y de la envolvente de vapor del cilindro. Se anotó en seguida el tiempo necesario para cada disminución sucesiva de 0kg.715 de la presión desde 10kg.546 hasta 3kg.515, y se obtuvieron los resultados siguientes:

    Disminución de presión en kilogramos por centímetro cuadrado.
    Tiempo en minutos.
    Disminución de presión en kilogramos por centímetro cuadrado.
    Tiempo en minutos.

    De 10,546 á 9,843.
    7,4
    De 7,031 á 6,328.
    10,9

    De 9,843 á 9,140.
    7,3
    De 6,328 á 5,625.
    12,4

    De 9,140 á 8,437.
    7,6
    De 5,625 á 4,922.
    13,7

    De 8,437 á 7,734.
    8,3
    De 4,922 á 4,219.
    55,0

    De 7,734 á 7,031.
    9,4
    De 4,219 á 3,515.
    18,0

Es evidente que el tiempo necesario para reducir la presión de 0 kg.703, en un cualquier periodo del experimento, es al