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CAPTULO IV

RESULTADOS

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RESULTADOS

4.1. ANLISIS DE LA COCINA MEJORADA/RECUPERADOR DE CALOR DE

PLACAS.

En todo el mundo, al humo de las cocinas tradicionales se le llama asesino silencioso

porque representa una seria y constante amenaza para la salud de las familias, sobre todo

de los nios y las mujeres, quienes son los que estn ms cerca de las cocinas mientras

estas funcionan. Sin embargo, gran parte de la poblacin de los pases en desarrollo sigue

utilizando este tipo de cocinas.

Del total de la poblacin peruana, compuesta por 29.248.943 (Julio 2011) millones de

personas, 42% de los hogares usan lea, carbn, estircol y/o residuos agrcolas como

combustible para cocinar. En las zonas rurales, 82% de los hogares utilizan biomasa,

sobre todo lea y estircol.

La cocina mejorada, desarrollada por los proyectos de apoyo social en el Per, reduce

considerablemente la contaminacin que produce el humo de los combustibles

tradicionales. Adems, la cocina mejorada, que cuenta con dos hornillas, utiliza menor

cantidad de lea que las cocinas tradicionales. Por ltimo, es ms segura frente al riesgo

de que se produzcan quemaduras, porque como el calor se concentra dentro de la cmara

de combustin, la parte externa de la cocina no se calienta.

Pero lo ms importante es que la cocina saca por su chimenea el humo afuera de la

cocina. As, con menos humo, hay menos peligro de enfermar por lo tanto la cocina

mejorada es importante porque:

Disminuye el consumo de lea

Cuida el Medio Ambiente

Disminuye el humo txico

Mejora la salud y la calidad de vida de las personas.

100

4.1.1. Caractersticas fsicas de la cocina mejorada/recuperador de calor de placas.

4.1.1.1. Clculo de la seccin de la chimenea

De acuerdo a la [Ec. (85)]. y lo antes dicho en 3.3.4 se tiene.

cm2

El dimetro de la chimenea adoptado fue de 120 mm. Por lo tanto:

Con lo que est Suficientemente dimensionada.

4.1.1.2. Altura de la chimenea

De acuerdo a la [Ec. (88)].

Siendo d = 120 mm, la altura recomendada de la chimenea est entre 2400 a

3000 mm.

Chimenea adoptada fue de 2500 mm con lo que est dentro del rango

recomendado.

101

Se tiene definido que el dimetro d = 120 mm y la altura de la chimenea

HCHIM =2500 mm estn dentro de los valores recomendados.

4.1.1.3. Clculo aproximado del tiro de la chimenea(mm.c.a)

De acuerdo a la [Ec. (89)]

4.1.1.4. Clculo del caudal msico.

(Obtenida en el punto 3.3.6)

(Tabla A-4 Ocon/Tojo)

(valor promedio de prueba)

(Tabla A-4 Ocon/Tojo)

Ver tabla 3.1

Remplazando estos datos en la [Ec. (86)]

102

Remplazando en la [Ec. (87)]

4.1.1.5. Clculo de la energa perdida en los gases de combustin

Esta medida se dio con datos reales mdicos con los equipos mencionados

anteriormente.

Se determina por la [Ec. (92)].

Donde:

103

4.1.1.6. Consumo de combustible

La reduccin del consumo de combustible especifico demuestra que mediante

el uso de cocinas mejoradas se obtiene un ahorro de combustible del

24.9%(estudio de cocinas mejoradas empleando lea y bosta como

combustible) comparado una cocina tradicional. Este ahorro de combustible

es un parmetro referencial, ya que el consumo de de combustible es de

acuerdo a los modelos de de cocinas mejoradas; por lo consecuente del diseo

de sus hogares.

Se debe mencionar que no todos los prototipos sugeridos como cocinas

mejoradas darn un servicio satisfactorio de rapidez, eficiencia trmica y

ahorro de combustible.

La comunidad de Ahijadero cuenta con 50 familias las cuales bordea un

promedio poblacin total de 210. Mediante la [Ec. (93)] podemos calcular el

nmero de cargas que requiere toda la comunidad de Ahijadero para todo un

ao (A) mediante el uso del recuperador de calor

La cantidad de cargas de lea que necesita la comunidad de Ahijadero por

ao, representado en m3, multiplicando por los valores mencionados en 2.8.1.

Podemos aplicar la [Ec. (94)].

104

m3

De acuerdo a la [Ec. (93)]. podemos calcular el nmero de cargas que

requiere toda la comunidad de Ahijadero para todo un ao (A), sin el

recuperador de calor.

La cantidad de cargas de lea que necesita la comunidad de Ahijadero por

ao, representado en m3, aplicando la [Ec. (94)].

m3

4.1.1.7. Clculo del recuperador de calor

4.1.1.7.1. Clculo de los conductores de gas

El clculo de los conductores de gas se realiz mediante la

iteracin de los parmetros de la transferencia de calor, del mismo

modo se realizo para los conductores de agua, dichos detalles lo

podemos apreciar en el anexo N05

105

4.1.1.7.2. Clculo de la razn mxima posible de transferencia de calor

en el recuperador de calor de placas.

Esta razn mxima posible de calor se pudo obtener teniendo un

buen dimensionamiento del recuperador, un ptimo valor de los

fenmenos de transferencia de calor, y la alimentacin adecuada

del flujo de agua; aplica de la [Ec. (79)] se pude obtener dicho

valor, del mismo modo estos calculo lo podemos apreciar en el

anexo N04.

Donde:

106

4.1.1.7.3. Determinacin de la razn de la transferencia de calor real

Este calor o razn de transferencia de calor real se obtiene partir

de la [Ec. (80)]

Donde:

4.1.1.7.4. Clculo del calor perdido por los gases de combustin

Segn la primera ley de la termodinmica y la [Ec. (46)] podemos

calcular cunto de calor transformado en energa trmica ha

perdido los gases de combustin que emanan por la chimenea de

las cocinas mejoradas.

Donde:

107

4.1.1.7.5. Clculo del calor ganado por el agua

Este calor se evala aplicando la [Ec. (45)]

108

Donde: 1BTU=1.055Kj

Tabla 4. 1 Caractersticas de la chimenea

Seccin de la chimenea cm2

Altura de la chimenea 2500 mm

Dimetro de la chimenea 120mm

Tiro de la chimenea 1mm.c.a(10Pa)

Fuente: Elaboracin propia

Tabla 4. 2 Flujo de energa trmica

Flujo de calor perdida en los gases de combustin( )

Flujo de calor mxima posible de transferencia de

calor( )

Flujo de calor real( )

Flujo de calor ganado por el agua

Flujo de calor perdido por los gases de combustin

Fuente: Elaboracin propia

El dimensionamiento del recuperador de calor lo detallamos en el punto 3.3.10, las cuales se

da una idea clara del proyecto.

109

4.2. DISCUSIN

El anlisis del mtodo de la efectividad NUT sirve para determinar con exactitud la

efectividad del recuperador de calor de placas, este parmetro se puede encontrar mediante

la fig.2.17 con un error de 5%, del mismo modo se puede encontrar este la efectividad

mediante la [Ec. (84)]; esta efectividad es funcin de la relacin de capacidades(C) y el

nmero de unidades de transferencia (NUT).

El parmetro encontrado nos brindara la ayuda necesaria para la obtencin de las

temperaturas de salida de los gases de combustin y el agua, mediante la aplicacin de las

ecuaciones [Ec. (76)] y [Ec. (78)] respectivamente.

Las temperaturas de salida, encontradas nos brind la obtencin de los calores perdidos

por los gases de combustin y los ganados por el agua, estos calores los obtuvimos

mediante la aplicacin de las [Ec. (45)]y[Ec. (46)] respectivamente.

La tasa mximo posible de transferencia de calor lo obtuvimos a partir de la [Ec. (73)]las

cuales nos brind la referencia con la cual se realizo las iteraciones con respecto a

temperaturas, efectividad y el dimensionamiento de los conductores de gases de

combustin y agua.

La razn de la transferencia de calor real se obtiene a partir de la [Ec. (80)], parmetro de

mucha importancia, las cuales brindo el anlisis correspondiente para los anlisis de los

calores ganados y perdidos por los fluidos en mencin.

El flujo de calor mximo o transferencia mxima de calor fue de 2.7526Btu/seg, esta

medida es idealmente, la energa perdida en los gases de combustin en la chimenea fue de

2.70043Btu/seg. este flujo de calor fue calculado realmente mediante los equipos

mencionado anteriormente.

En lo anterior podemos decir que los clculos ideales superan a los reales, idealmente no se

consideran las perdidas ocasionados por factores fsicos y quimos de los elementos

involucrados.

La razn de transferencia de calor real obtenida mediante el mtodo de la eficiencia NUT

fue de 1.2083636Btu/seg. Las cuales son equivalentes a los calores perdidos por los gases

de combustin y los ganados por el agua, ver Anexo N04, Anexo N06, Anexo N07.