Quemadores de combustibles liquidos
Los combustibles líquidos se pueden quemar de dos formas, mediante su vaporización para que combustiones como gases, o mediante su pulverización en pequeñas gotas, que calentadas por la radiación de la llama y con ayuda de una mezcla turbulenta se evaporarán durante la combustión.
Según las dos formas citadas de quemar estos combustibles, los correspondientes quemadores pueden clasificarse en las siguientes categorías:
- Quemadores de gasificación.
- Quemadores de pulverización.
Las partes esenciales de un quemador de gasificación son la copela (pequeño crisol), en acero o fundición, que mantenida a una temperatura elevada por la radiación de la llama, asegura la gasificación, y una especie de farol agujereado con múltiples orificios para la distribución del aire que pasa por efecto de la depresión creada por el tiro manual, al mezclarse con los vapores que proceden de la copela.
Este tipo de quemador es el más económico en cuanto a la potencia eléctrica absorbida. Su rendimiento, sin embargo, no suele ser elevado por la dificultad de conseguir una mezcla correcta combustible-aire, quedando limitada su aplicación a potencias pequeñas.
Quemadores de pulverización mecánica
En los quemadores de pulverización mecánica, la energía contenida en el combustible sometido a fuerte rotación es la que provoca la atomización del mismo a la salida de la tobera.
Las ventajas de la pulverización mecánica son las siguientes:
Fineza y homogeneidad de la combustión.
Poca potencia eléctrica absorbida Funcionamiento silencioso Construcción sencilla
Llama elástica homogénea, silenciosa y prendida a la cabeza del quemador.
Rendimiento alto en la combustión.
Posibilidad de evitar la construcción de una chimenea costosa o el empleo de un ventilador para el tiro. Aumento del coeficiente de transmisión del calor, por convección, entre la llama y las paredes de la caldera.
Por el contrario, la pulverización mecánica es muy exigente en cuanto a la calidad del combustible, especialmente en lo referente a viscosidad y contenido en impurezas.
Los quemadores de pulverización mecánica pueden ser:
De presión directa
La pulverización del combustible en gotas muy pequeñas requiere la aplicación de energía en forma de presión, sin embargo esta energía por sí sola no es suficiente, por lo que es necesario convertirla parcialmente en energía cinética. Esto se logra al impulsar por una bomba el combustible bajo presión, forzándolo a pasar a través de un conjunto de orificios o ranuras.
Con retorno
La condición óptima para el mantenimiento de una buena atomización consiste en mantener un valor constante de la velocidad angular del combustible con la variación de presión, y por tanto, del caudal. Los atomizadores con retomo se han desarrollado precisamente con el fin de aumentar el campo de regulación de los atomizadores de presión directa.
El principio fundamental seguido en estos atomizadores es el de hacer circular en una cámara un caudal de combustible constante, o incluso mayor al disminuir el caudal de la tobera. Con tal fin, la cámara se pone en comunicación, en la parte opuesta a donde se encuentra el orificio de salida, con un tubo central, unido a su vez a una línea dotada de adecuada válvula de regulación.
De presión directa con ranuras regulables
De igual forma que en los atomizadores de presión directa, aguas arriba de la tobera se introduce una cantidad constante de combustible. Al variar el caudal, la cantidad excedente no se recircula en el retomo, sino mediante un dispositivo (por ejemplo, una válvula con muelle), se introduce aguas arriba de la bomba de impulsión. Al disminuir el caudal, disminuye simultáneamente la sección de las ranuras tangenciales, y de esta forma de velocidad periférica se mantiene constante, correspondiendo a su valor máximo en todo el campo de regulación.
Atomizadores de pistón
Los atomizadores de pistón constituyen un paso intermedio entre el de ranuras regulables y el de regulación en el retomo.
Un pistón móvil, instalado en la parte posterior de la cámara, regula la apertura de un determinado número de orificios tangenciales. Aumentando la presión de alimentación tiende a aumentar también la presión de retomo, la cual determina el desplazamiento del pistón en el sentido de la apertura de las ranuras.
De doble circuito de presiones
Con este sistema, la tubería del combustible que procede de la bomba se divide, antes de llegar al atomizador, en dos circuitos, cada uno regulado por una válvula.
Quemadores con pulverización por fluido auxiliar
En estos quemadores la enegía necesaria para la pulverización la aporta en su mayor parte el fluido auxiliar.
La presión con que el combustible llega al atomizador es generalmente mucho más baja que la utilizada en la pulverización mecánica y por tanto los orificios y las ranuras de paso son más grandes existiendo menos
probabilidades de obstrucción.
El fluido auxiliar puede ser vapor, aire comprimido o incluso un gas combustible también comprimido, este último contribuye al equilibrio energético con su aporte de calorías y de energía dinámica.
Atomizadores de vapor
Con este sistema la atomización del combustible se logra mediante la inyección de vapor en el interior de la tobera: se utiliza, por una parte, la expansión debida al cambio de presión del vapor en la tobera y por otra, la acción de calentamiento debida al gran contenido térmico del fluido auxiliar; se reduce así la temperatura de precalentamiento en el caso de los combustibles líquidos pesados.
Pulverización mecánica con ayuda de vapor
Estos atomizadores combinan la acción de la pulverización mecánica con la acción emulsionante producida por el vapor. Los atomizadores pueden emplearse también con aire comprimido en lugar de vapor.
Atomización por aire a media y alta presión
El consumo de aire, expresado en peso, para los pulverizadores de alta presión, oscila alrededor del 25 % del peso de combustible atomizado, mientras que para los de presión media puede llegar al 50 %.
Atomización por aire a baja presión
Según las aplicaciones, el aire de atomización puede ser una fracción o la totalidad del aire de combustión necesario. En tal caso, el atomizador se convierte en un verdadero quemador, puesto que está dotado de dispositivos para atomizar el combustible y mezclarlo debidamente con el aire comburente.
Quemadores de copa rotativa
Se suele hablar de quemadores de copa rotativa en lugar de atomizadores, ya que en estos dispositivos el sistema de atomización y el conjunto de los órganos necesarios para la mezcla y regulac ión del combustible se encuentran agrupados en un conjunto compacto y normalizado.
En estos quemadores la atomización se efectúa haciendo fluir el combustible hasta el interior de una copa cónica o cilindrica que gira a gran velocidad (3000 rpm). En el interior de la copa, el combustible se distribuye formando una ligera capa líquida que, al alcanzar el extremo de aquella, tiende a disgregarse en diminutas partículas. Esta acción, parcialmente atomizadota, se refuerza mediante el envío de una cierta cantidad de aire (llamado primario) por medio de un ventilador que se encuentra situado en el eje de la copa, a una determinada presión. El aire secundario que se necesita para completar la combustión llega al quemador a través de una entrada secundaria, regulada por una válvula.
Comparacion entre los diversos quemadores de combustibles liquidos
