La Calculadora de Caudal de Agua de Alimentación estima la cantidad de agua necesaria para la entrada a una caldera o sistema térmico para la generación continua de vapor. Considera la producción de vapor, la purga y las condiciones termodinámicas para mantener un equilibrio adecuado entre agua y energía. Esta herramienta es vital en ingeniería térmica, plantas de vapor y operaciones de calderas.
Como parte de Calculadoras de sistemas térmicos y calderas categoría, garantiza un suministro de energía preciso y ayuda a los ingenieros a rastrear y gestionar el rendimiento de la caldera de manera más efectiva.
Fórmula de la calculadora de caudal de agua de alimentación
Caudal de agua de alimentación (ṁ) = Caudal de vapor − Caudal de purga
Lugar:
- ṁ = caudal de agua de alimentación (kg/h, lb/h o m³/h)
- Caudal de vapor = cantidad de vapor producido
- Caudal de purga = agua descargada para eliminar los sólidos disueltos
Cálculo basado en el balance energético
ṁ = Q / (hf₂ − hf₁)
Lugar:
- Q = total calor añadido al agua de alimentación (kW o Btu/h)
- hf₂ = entalpía de agua saturada a presión de caldera
- hf₁ = entalpía del agua a temperatura de alimentación
- ṁ = caudal de agua de alimentación (kg/s o lb/s)
Este método proporciona un resultado termodinámicamente preciso, especialmente cuando las entalpías se extraen de las tablas de vapor.
Conversión de flujo volumétrico
Caudal volumétrico (V̇) = ṁ / ρ
Lugar:
- V̇ = caudal en m³/h o galones/min
- ρ = agua densidad (aprox. 998 kg/m³ a 20°C)
Esto convierte el flujo másico en datos utilizables de flujo de tuberías o bombas.
Tabla de referencia de propiedades comunes del agua
| Temperatura (° C) | Densidad (kg / m³) | Entalpía (kJ/kg) |
|---|---|---|
| 20 | 998 | 83.91 |
| 50 | 988 | 209.30 |
| 75 | 974 | 313.95 |
| 100 | 958 | 419.04 |
| 120 | 943 | 502.32 |
Estos valores ayudan a los usuarios a calcular la diferencia de entalpía (hf₂ − hf₁) y la densidad para las conversiones.
Ejemplo de calculadora de caudal de agua de alimentación
Supongamos que una caldera produce 5,000 kg/h de vapor y tiene una tasa de purga de 200 kg/h.
ṁ = 5,000 − 200 = 4,800 kg/h
Si se utiliza el balance energético, supongamos que:
- Q = 3,200 kilovatios
- hf₂ = 419 kJ/kg (de la tabla de vapor)
- hf₁ = 210 kJ/kg (de la temperatura del agua de alimentación)
ṁ = 3,200 / (419 − 210) = 3,200 / 209 ≈ 15.31 kg/s
Convertir a por hora: 15.31 × 3600 = 55,116 kg/h
Por lo tanto, el caudal de agua de alimentación necesario es de aproximadamente 55,116 kg/h para suministrar 3,200 kW de calor.
Preguntas frecuentes más comunes
El flujo de agua de alimentación garantiza que entre suficiente agua al sistema para reemplazar el vapor y mantener el equilibrio de presión y temperatura. Sin un flujo adecuado, la caldera puede sobrecalentarse o fallar.
Se puede estimar. Las tasas típicas de purga oscilan entre el 3 % y el 10 % del caudal de vapor, dependiendo de la calidad del agua y el diseño de la caldera.
Sí. Utilice la fórmula de flujo volumétrico: V̇ = ṁ / ρ, y convierta metros cúbicos a litros (1 m³ = 1,000 L) o galones (1 m³ = 264.17 galones).