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    <journal-title>
     Energy and Power Engineering
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    1949-243X
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   <issn publication-format="print">
    1947-3818
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   <publisher>
    <publisher-name>
     Scientific Research Publishing
    </publisher-name>
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    10.4236/epe.2024.1611018
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    epe-137095
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      Articles
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      Engineering
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   <title-group>
    Simplified Applicable Model for Fire Tube Boiler
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       Ashraf
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       Kotb
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       Hany
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       Saad
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    <addr-line>
     aMechanical Power Engineering Department, Faculty of Engineering, Ain Shams University, Cairo, Egypt
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   <pub-date pub-type="epub">
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     31
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     2024
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    16
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      September
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    <copyright-statement>
     © Copyright 2014 by authors and Scientific Research Publishing Inc. 
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     2014
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    <license>
     <license-p>
      This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
     </license-p>
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   <abstract>
    This research aims to present a simplified mathematical model to predict the performance of fire tube boilers, taking into account the necessity of knowing the components of exhaust gases and the extent of their compatibility with environmental laws and requirements. The model shown is for a horizontal, three-pass, wet-back fire tube boiler at steady-state, steady-flow operation. It is concluded from the applicability of the model for different boiler capacity ratings that the results are simplified and important for the boiler manufacturers to predict the performance and make the choice to modify the proposed design to achieve certain needs.
   </abstract>
   <kwd-group> 
    <kwd>
     Thermal
    </kwd> 
    <kwd>
      Environmental
    </kwd> 
    <kwd>
      Boiler
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      Model
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  <sec id="s1">
   <title>1. Introduction</title>
   <p>Fire tube boilers are used in many industrial applications, and it is formed from cylindrical drum containing main fire tube (combustion chamber/furnace), smoke chambers, and smoke tubes. The operating principle for the fire tube boiler is to surround water over the internal components while the hot gases flow inside. For details about boiler types, the reader is advised to see Boiler 101 article, American Boiler Manufacturers Association ABMA. The boiler’s manufacturers need a simplified tool to predict the boiler performance as a pre-manufacturing becomes in the process. Ortiz <xref ref-type="bibr" rid="scirp.137095-1">
     [1]
    </xref> developed a model to analyze the boiler performance regardless of the combustion products. Komarov <xref ref-type="bibr" rid="scirp.137095-2">
     [2]
    </xref> studied the effect of burner conditions on the performance of fire tube boiler. Beyne <xref ref-type="bibr" rid="scirp.137095-3">
     [3]
    </xref> developed a model to predict the peak boiler capacity. The model did not consider the combustion products.</p>
   <p>Kelin <xref ref-type="bibr" rid="scirp.137095-4">
     [4]
    </xref> presented a model for design optimization without flue gas species. If previous research is reviewed to the extent available, the researcher can notice that the mathematical models presented were not intended to predict the components of exhaust gases resulting from the combustion process, and that these simulation models may be difficult to deal with by manufacturing engineers in the pre-manufacturing stages. Therefore, this work proposes simplified simulation model for performance prediction for fire tube boilers, considering the necessity of knowing the exhaust gases and the extent of their compatibility with environmental laws and requirements. The model is for a horizontal, three-pass, wet-back fire tube boiler at steady-state, steady-flow operation.</p>
  </sec><sec id="s2">
   <title>2. Mathematical Model</title>
   <sec id="s2_1">
    <title>2.1. Thermal Analysis</title>
    <p>The fire tube boiler is divided into five interconnected subsystems. These subsystems are:</p>
    <p>a) Main Fire Tube;</p>
    <p>b) First Smoke Chamber;</p>
    <p>c) First Smoke Tubes;</p>
    <p>d) Second Smoke Chamber;</p>
    <p>e) Second Smoke Tubes.</p>
    <p>Thermal analysis was performed on each subsystem by applying the first law of thermodynamics <xref ref-type="bibr" rid="scirp.137095-5">
      [5]
     </xref> and heat transfer correlations <xref ref-type="bibr" rid="scirp.137095-6">
      [6]
     </xref>. The main objective of thermal analysis is to determine the rate of heat transfer, temperature and flow resistance for each subsystem.</p>
    <p>a) Main Fire Tube:</p>
    <p>The heat is transferred from the main fire tube to the boiling water mainly by radiation from the formed illuminated flame to the inner surface of the main fire tube. Also, convection from the generated hot combustion gases contributes to the heat transfer to the main fire tube. The thermal analysis of the main fire tube is based on the following assumptions:</p>
    <p>1) The combustion process occurs in the main fire tube and is governed by chemical equilibrium <xref ref-type="bibr" rid="scirp.137095-7">
      [7]
     </xref>.</p>
    <p>2) The flame and combustion gases are assumed to be in bulk status with uniform temperature and thermophysical properties.</p>
    <p>3) The temperature of inner surface of the main fire tube is mathematically negligible compared with the gas temperature in the radiation formula.</p>
    <p>
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    <p>
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    <p>
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     </math>(8)</p>
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            T 
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           − 
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             e 
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           t 
         </mi> 
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         = 
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     </math>(10)</p>
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         <msub> 
          <mi>
            f 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             m 
           </mi> 
           <mi>
             f 
           </mi> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mi>
            L 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             m 
           </mi> 
           <mi>
             f 
           </mi> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <msubsup> 
          <mi>
            V 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             m 
           </mi> 
           <mi>
             f 
           </mi> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <msub> 
          <mi>
            ρ 
          </mi> 
          <mi>
            g 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <msub> 
          <mi>
            D 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             m 
           </mi> 
           <mi>
             f 
           </mi> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math>(11)</p>
    <p>*Thermophysical properties are determined at 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>4) For all the following subsystems, the combustion gases generated from the combustion process in the main fire tube flow through the rest of subsystems in frozen flow. The heat is transferred mainly by convection and radiation from the flowing combustion gas to the boiling water through the subsystem’s surfaces.</p>
    <p>b) First Smoke Chamber:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           Q 
         </mi> 
         <mo>
           ˙ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mrow> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          ε 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mi>
         σ 
       </mi> 
       <msub> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mrow> 
           <mover> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                T 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 c 
               </mi> 
               <mi>
                 c 
               </mi> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               - 
             </mo> 
             <mo>
               - 
             </mo> 
             <mo>
               - 
             </mo> 
             <mo>
               - 
             </mo> 
             <mo>
               - 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mover> 
          </mrow> 
          <mn>
            4 
          </mn> 
         </msup> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msubsup> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             s 
           </mi> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mn>
            4 
          </mn> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> (12)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             m 
           </mi> 
           <mo>
             ˙ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mi>
            g 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            ρ 
          </mi> 
          <mi>
            g 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mi>
               π 
             </mi> 
             <msubsup> 
              <mi>
                D 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 c 
               </mi> 
               <mi>
                 c 
               </mi> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
            <mn>
              4 
            </mn> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math>(13)</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <msub> 
        <mi>
          e 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            ρ 
          </mi> 
          <mi>
            g 
          </mi> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mi>
            V 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mi>
            D 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            μ 
          </mi> 
          <mi>
            g 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math> (14)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.023 
       </mn> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
            <mi>
              g 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              D 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
         <msubsup> 
          <mi>
            e 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
             0.8 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           P 
         </mi> 
         <msubsup> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
          <mi>
            g 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mn>
             0.3 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>(15)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           Q 
         </mi> 
         <mo>
           ˙ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mrow> 
         <mi>
           c 
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             1 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <msub> 
          <mi>
            ρ 
          </mi> 
          <mi>
            g 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <msub> 
          <mi>
            D 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math>(19)</p>
    <p>*Thermophysical properties are determined at 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mover> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           - 
         </mo> 
         <mo>
           - 
         </mo> 
         <mo>
           - 
         </mo> 
         <mo>
           - 
         </mo> 
         <mo>
           - 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mover> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>c) First Smoke Tubes:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           Q 
         </mi> 
         <mo>
           ˙ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mrow> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          ε 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mi>
         σ 
       </mi> 
       <msub> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mrow> 
           <mover> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                T 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 g 
               </mi> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               - 
             </mo> 
             <mo>
               - 
             </mo> 
             <mo>
               - 
             </mo> 
             <mo>
               - 
             </mo> 
             <mo>
               - 
             </mo> 
             <mo>
               - 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mover> 
          </mrow> 
          <mn>
            4 
          </mn> 
         </msup> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msubsup> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             s 
           </mi> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mn>
            4 
          </mn> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>(20)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             m 
           </mi> 
           <mo>
             ˙ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mi>
            g 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mi>
            ρ 
          </mi> 
          <mi>
            g 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mi>
               π 
             </mi> 
             <msubsup> 
              <mi>
                D 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
            <mn>
              4 
            </mn> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math>(21)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <msub> 
        <mi>
          e 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            ρ 
          </mi> 
          <mi>
            g 
          </mi> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mi>
            V 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mi>
            D 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            μ 
          </mi> 
          <mi>
            g 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math>(22)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.023 
       </mn> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
            <mi>
              g 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              D 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
         <msubsup> 
          <mi>
            e 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mrow> 
           <mn>
             0.8 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           P 
         </mi> 
         <msubsup> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
          <mi>
            g 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mn>
             0.3 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>(23)</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           Q 
         </mi> 
         <mo>
           ˙ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mrow> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <msub> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mi>
         Δ 
       </mi> 
       <msub> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           l 
         </mi> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         Δ 
       </mi> 
       <msub> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           l 
         </mi> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               s 
             </mi> 
             <mi>
               a 
             </mi> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               g 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               s 
             </mi> 
             <mi>
               a 
             </mi> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           ln 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                T 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 c 
               </mi> 
               <mi>
                 c 
               </mi> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                T 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 s 
               </mi> 
               <mi>
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               </mi> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                T 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 g 
               </mi> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                T 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 s 
               </mi> 
               <mi>
                 a 
               </mi> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math>(24)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
         <mo>
           ˙ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
       </msub> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <msub> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           Q 
         </mi> 
         <mo>
           ˙ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mrow> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           Q 
         </mi> 
         <mo>
           ˙ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mrow> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>(25)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1.58 
           </mn> 
           <mi>
             ln 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               R 
             </mi> 
             <msub> 
              <mi>
                e 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             3.28 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>(26)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         Δ 
       </mi> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           P 
         </mi> 
         <mo>
           ˙ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            f 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mi>
            L 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
         <msubsup> 
          <mi>
            V 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <msub> 
          <mi>
            ρ 
          </mi> 
          <mi>
            g 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <msub> 
          <mi>
            D 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math>(27)</p>
    <p>*Thermophysical properties are determined at 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mover> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           - 
         </mo> 
         <mo>
           - 
         </mo> 
         <mo>
           - 
         </mo> 
         <mo>
           - 
         </mo> 
         <mo>
           - 
         </mo> 
         <mo>
           - 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mover> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>d) Second Smoke Chamber:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           Q 
         </mi> 
         <mo>
           ˙ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mrow> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          ε 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mi>
         σ 
       </mi> 
       <msub> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mrow> 
           <mover> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                T 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 c 
               </mi> 
               <mi>
                 c 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </mrow> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               - 
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             </mo> 
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               - 
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             <msub> 
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                T 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 g 
               </mi> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                T 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 s 
               </mi> 
               <mi>
                 a 
               </mi> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                T 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 c 
               </mi> 
               <mi>
                 c 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                T 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 s 
               </mi> 
               <mi>
                 a 
               </mi> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math>(32)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
         <mo>
           ˙ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
       </msub> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <msub> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           Q 
         </mi> 
         <mo>
           ˙ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mrow> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           Q 
         </mi> 
         <mo>
           ˙ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mrow> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>(33)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1.58 
           </mn> 
           <mi>
             ln 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               R 
             </mi> 
             <msub> 
              <mi>
                e 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 c 
               </mi> 
               <mi>
                 c 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </mrow> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             3.28 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>(34)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         Δ 
       </mi> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           P 
         </mi> 
         <mo>
           ˙ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mrow> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            f 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mi>
            L 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <msubsup> 
          <mi>
            V 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <msub> 
          <mi>
            ρ 
          </mi> 
          <mi>
            g 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <msub> 
          <mi>
            D 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math>(35)</p>
    <p>*Thermophysical properties are determined at 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mover> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           - 
         </mo> 
         <mo>
           - 
         </mo> 
         <mo>
           - 
         </mo> 
         <mo>
           - 
         </mo> 
         <mo>
           - 
         </mo> 
         <mo>
           - 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mover> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>e) Second Smoke Tubes:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           Q 
         </mi> 
         <mo>
           ˙ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mrow> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          ε 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mi>
         σ 
       </mi> 
       <msub> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mrow> 
           <mover> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                T 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 g 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </mrow> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               - 
             </mo> 
             <mo>
               - 
             </mo> 
             <mo>
               - 
             </mo> 
             <mo>
               - 
             </mo> 
             <mo>
               - 
             </mo> 
             <mo>
               - 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mover> 
          </mrow> 
          <mn>
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         <msubsup> 
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            T 
          </mi> 
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             s 
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             a 
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             t 
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     </math> (36)</p>
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       </msub> 
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            n 
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             t 
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            ( 
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     </math> (37)</p>
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     </math> (38)</p>
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     </math> (39)</p>
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           l 
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       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math> (40)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
         <mo>
           ˙ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
       </msub> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <msub> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           Q 
         </mi> 
         <mo>
           ˙ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mrow> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           Q 
         </mi> 
         <mo>
           ˙ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mrow> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> (41)</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1.58 
           </mn> 
           <mi>
             ln 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               R 
             </mi> 
             <msub> 
              <mi>
                e 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             3.28 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> (42)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         Δ 
       </mi> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           P 
         </mi> 
         <mo>
           ˙ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            f 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mi>
            L 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
         <msubsup> 
          <mi>
            V 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <msub> 
          <mi>
            ρ 
          </mi> 
          <mi>
            g 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <msub> 
          <mi>
            D 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math> (43)</p>
    <p>*Thermophysical properties are determined at 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mover> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           - 
         </mo> 
         <mo>
           - 
         </mo> 
         <mo>
           - 
         </mo> 
         <mo>
           - 
         </mo> 
         <mo>
           - 
         </mo> 
         <mo>
           - 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mover> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>Then the boiler efficiency is determined by:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         η 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         100.0 
       </mn> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            m 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             s 
           </mi> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               s 
             </mi> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
            <mi>
              w 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mo>
            ∑ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mtext>
             Heat 
           </mtext> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mtext>
             Transfer 
           </mtext> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             Q 
           </mi> 
           <mo>
             ˙ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mrow> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math></p>
   </sec>
   <sec id="s2_2">
    <title>2.2. Environmental Impact</title>
    <p>The combustion process that takes place in the main fire tube is expressed according to the following chemical reaction formula:</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msub> 
          <mtext>
            C 
          </mtext> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mtext>
            H 
          </mtext> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mtext>
              O 
            </mtext> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mn>
             3.76 
           </mn> 
           <msub> 
            <mtext>
              N 
            </mtext> 
            <mtext>
              2 
            </mtext> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           → 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mtext>
            O 
          </mtext> 
         </msub> 
         <mtext>
           O 
         </mtext> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mtext>
            H 
          </mtext> 
         </msub> 
         <mtext>
           H 
         </mtext> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mtext>
             OH 
           </mtext> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mtext>
           OH 
         </mtext> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mtext>
              H 
            </mtext> 
            <mtext>
              2 
            </mtext> 
           </msub> 
           <mtext>
             O 
           </mtext> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mtext>
            H 
          </mtext> 
          <mtext>
            2 
          </mtext> 
         </msub> 
         <mtext>
           O 
         </mtext> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mtext>
            N 
          </mtext> 
         </msub> 
         <mtext>
           N 
         </mtext> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mtext>
             NO 
           </mtext> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mtext>
           NO 
         </mtext> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mtext>
             CO 
           </mtext> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mtext>
           CO 
         </mtext> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mrow> 
             <mtext>
               CO 
             </mtext> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mtext>
            CO 
          </mtext> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mtext>
              O 
            </mtext> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mtext>
            O 
          </mtext> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mtext>
              H 
            </mtext> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mtext>
            H 
          </mtext> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mtext>
              N 
            </mtext> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mtext>
            N 
          </mtext> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math></p>
    <p>where the combustion products are found based on the chemical equilibrium model, where the number of moles for the combustion product is governed by the following set of equations:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
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        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mtext>
          O 
        </mtext> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
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         K 
       </mi> 
       <msub> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
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         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
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              <mi>
                P 
              </mi> 
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                3 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msub> 
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                n 
              </mi> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           0.5 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
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              <mtext>
                O 
              </mtext> 
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              </mtext> 
             </msub> 
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           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mn>
           0.5 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>(44)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
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          n 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           OH 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
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         K 
       </mi> 
       <msub> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
       </msub> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mtext>
                O 
              </mtext> 
              <mtext>
                2 
              </mtext> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mn>
           0.5 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mtext>
                H 
              </mtext> 
              <mtext>
                2 
              </mtext> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mn>
           0.5 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>(45)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
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        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mtext>
          N 
        </mtext> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <msub> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mn>
          5 
        </mn> 
       </msub> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                P 
              </mi> 
              <mn>
                3 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mrow> 
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              <mi>
                n 
              </mi> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           0.5 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
            <mrow> 
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              <mtext>
                N 
              </mtext> 
              <mtext>
                2 
              </mtext> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mn>
           0.5 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>(46)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           CO 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <msub> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mn>
          9 
        </mn> 
       </msub> 
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        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mtext>
            C 
          </mtext> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mtext>
                O 
              </mtext> 
              <mtext>
                2 
              </mtext> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
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          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mtext>
            C 
          </mtext> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>(53)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          N 
        </mi> 
        <mtext>
          O 
        </mtext> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mtext>
          O 
        </mtext> 
       </msub> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           OH 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mtext>
            H 
          </mtext> 
          <mtext>
            2 
          </mtext> 
         </msub> 
         <mtext>
           O 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           NO 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           CO 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <msub> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mtext>
             CO 
           </mtext> 
          </mrow> 
          <mtext>
            2 
          </mtext> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <msub> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mtext>
            O 
          </mtext> 
          <mtext>
            2 
          </mtext> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>(54)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          N 
        </mi> 
        <mtext>
          C 
        </mtext> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           CO 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mtext>
             CO 
           </mtext> 
          </mrow> 
          <mtext>
            2 
          </mtext> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>(55)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          N 
        </mi> 
        <mtext>
          H 
        </mtext> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mtext>
          H 
        </mtext> 
       </msub> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           OH 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <msub> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mtext>
            H 
          </mtext> 
          <mtext>
            2 
          </mtext> 
         </msub> 
         <mtext>
           O 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <msub> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mtext>
            H 
          </mtext> 
          <mtext>
            2 
          </mtext> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>(56)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          N 
        </mi> 
        <mtext>
          N 
        </mtext> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <mo>
         ∗ 
       </mo> 
       <mn>
         3.76 
       </mn> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mtext>
          N 
        </mtext> 
       </msub> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           NO 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <msub> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mtext>
            N 
          </mtext> 
          <mtext>
            2 
          </mtext> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>(57)</p>
    <p>*where the equilibrium constants depend on the combustion temperature.</p>
   </sec>
   <sec id="s2_3">
    <title>2.3. Mechanical Design</title>
    <p>The shell of fire tube boiler is subjected to inner hoop stress, which is calculated as:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         σ 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            P 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             s 
           </mi> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           ∗ 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            D 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             s 
           </mi> 
           <mi>
             h 
           </mi> 
           <mi>
             e 
           </mi> 
           <mi>
             l 
           </mi> 
           <mi>
             l 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math> (58)</p>
    <p>The mathematical equations with all heat transfer, thermodynamic, and chemical equilibrium data are solved through a visual FORTRAN program.</p>
   </sec>
  </sec><sec id="s3">
   <title>3. Case Studies</title>
   <p>Three designs are presented by a boiler manufacturer, with steam capacities of 1, 2, and 3 Ton per Hour (TPH). These boilers will work under the following conditions:</p>
   <p>Inlet Conditions: 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mi>
         w 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mtext>
        100 
      </mtext> 
      <mo>
        ˚ 
      </mo> 
      <mtext>
        C 
      </mtext> 
     </mrow> 
    </math>, Compressed Liquid, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mi>
         w 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mtext>
        4 
      </mtext> 
      <mn>
        18 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mrow> 
        <mtext>
          kJ 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtext>
          kg 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>;</p>
   <p>Outlet Conditions: 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         P 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mtext>
        10 
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
        bar 
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mtext>
         g 
       </mtext> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, Saturated Steam, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mtext>
        184 
      </mtext> 
      <mtext>
        .1 
      </mtext> 
      <mo>
        ˚ 
      </mo> 
      <mtext>
        C 
      </mtext> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mtext>
        2781 
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mrow> 
        <mtext>
          kJ 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtext>
          kg 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>For the metal surface of boiler components, the emissivities of various subsystems may be approximated to be:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <msub> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
         <mi>
           w 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          0.95 
        </mn> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <msub> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            c 
          </mi> 
          <mi>
            c 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          0.8 
        </mn> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <msub> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          0.45 
        </mn> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <msub> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            c 
          </mi> 
          <mi>
            c 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          0.8 
        </mn> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <msub> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          0.2 
        </mn> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math></p>
   <p>The flame emissivity may be approximated to be:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0.95 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>The efficiency of combustion process may be approximated to be:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         η 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Natural Gas is chemically formulated as CH<sub>4</sub>, while the Diesel fuel is chemically formulated as C<sub>12</sub>H<sub>23</sub>.</p>
   <p>The combustion process occurred at the stoichiometric conditions.</p>
   <sec id="s3_1">
    <title>3.1. 1 TPH Boiler</title>
    <p>
     <xref ref-type="table" rid="table1">
      Table 1
     </xref> shows the results obtained from the model for the studied case (1 TPH Boiler), while the boiler dimensions and heat transfer areas are:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         π 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0.55 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           2.1 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         3.6285 
       </mn> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <msup> 
        <mtext>
          m 
        </mtext> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msub> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mi>
            π 
          </mi> 
          <mn>
            4 
          </mn> 
         </mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mn>
                 0.99 
               </mn> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mn>
                 0.5 
               </mn> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mn>
                 0.99 
               </mn> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mn>
                 0.55 
               </mn> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             20 
           </mn> 
           <msup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mn>
                 0.051 
               </mn> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           π 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             0.99 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             0.6 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           2.931 
         </mn> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <msup> 
          <mtext>
            m 
          </mtext> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math></p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         π 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           20 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0.051 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           2.15 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         6.89 
       </mn> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <msup> 
        <mtext>
          m 
        </mtext> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         1.2 
       </mn> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <msup> 
        <mtext>
          m 
        </mtext> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         π 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           20 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
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         <mn>
           0.051 
         </mn> 
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          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           2.9 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         9.293 
       </mn> 
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       </mtext> 
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        <mtext>
          m 
        </mtext> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <table-wrap id="table1">
     <label>
      <xref ref-type="table" rid="table1">
       Table 1
      </xref></label>
     <caption>
      <title>
       <xref ref-type="bibr" rid="scirp.137095-"></xref>Table 1. Model results—boiler (1 TPH Boiler).</title>
     </caption>
     <table class="MsoTableGrid custom-table" border="0" cellspacing="0" cellpadding="0"> 
      <tr> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="58.64%"><p style="text-align:center">Parameter</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="12.80%"><p style="text-align:center">Diesel Fuel</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="16.05%"><p style="text-align:center">Natural Gas Fuel</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="12.50%"><p style="text-align:center">Units</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="58.64%"><p style="text-align:center">Total Heating Surface Area</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="28.86%" colspan="2"><p style="text-align:center">23.941</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="12.50%"><p style="text-align:center">m<sup>2</sup></p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="58.64%"><p style="text-align:center">Fuel Calorific Value “Calculated”</p></td> 
       <td class="acenter" width="12.80%"><p style="text-align:center">42.93</p></td> 
       <td class="acenter" width="16.05%"><p style="text-align:center">50.07</p></td> 
       <td class="acenter" width="12.50%"><p style="text-align:center">MJ/kg</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="58.64%"><p style="text-align:center">Stoichiometric Air To Fuel Ratio “Calculated”</p></td> 
       <td class="acenter" width="12.80%"><p style="text-align:center">14.67</p></td> 
       <td class="acenter" width="16.05%"><p style="text-align:center">17.24</p></td> 
       <td class="acenter" width="12.50%"><p style="text-align:center">-</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="58.64%"><p style="text-align:center">Fuel Flow Rate</p></td> 
       <td class="acenter" width="12.80%"><p style="text-align:center">60.81</p></td> 
       <td class="acenter" width="16.05%"><p style="text-align:center">52.2</p></td> 
       <td class="acenter" width="12.50%"><p style="text-align:center">kg/hr</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="58.64%"><p style="text-align:center">Air Flow Rate</p></td> 
       <td class="acenter" width="12.80%"><p style="text-align:center">892.3</p></td> 
       <td class="acenter" width="16.05%"><p style="text-align:center">899.3</p></td> 
       <td class="acenter" width="12.50%"><p style="text-align:center">kg/hr</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="58.64%"><p style="text-align:center">Exhaust Gas Flow Rate</p></td> 
       <td class="acenter" width="12.80%"><p style="text-align:center">953.1</p></td> 
       <td class="acenter" width="16.05%"><p style="text-align:center">951.4</p></td> 
       <td class="acenter" width="12.50%"><p style="text-align:center">kg/hr</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="58.64%"><p style="text-align:center">Temperature in Main Fire Tube</p></td> 
       <td class="acenter" width="12.80%"><p style="text-align:center">962.3</p></td> 
       <td class="acenter" width="16.05%"><p style="text-align:center">962.5</p></td> 
       <td class="acenter" width="12.50%"><p style="text-align:center">˚C</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="58.64%"><p style="text-align:center">Temperature at First Smoke Chamber Exit</p></td> 
       <td class="acenter" width="12.80%"><p style="text-align:center">515.7</p></td> 
       <td class="acenter" width="16.05%"><p style="text-align:center">515.3</p></td> 
       <td class="acenter" width="12.50%"><p style="text-align:center">˚C</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="58.64%"><p style="text-align:center">Temperature at First Smoke Tubes Exit</p></td> 
       <td class="acenter" width="12.80%"><p style="text-align:center">273.8</p></td> 
       <td class="acenter" width="16.05%"><p style="text-align:center">273.6</p></td> 
       <td class="acenter" width="12.50%"><p style="text-align:center">˚C</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="58.64%"><p style="text-align:center">Temperature at Second Smoke Chamber Exit</p></td> 
       <td class="acenter" width="12.80%"><p style="text-align:center">264.7</p></td> 
       <td class="acenter" width="16.05%"><p style="text-align:center">264.6</p></td> 
       <td class="acenter" width="12.50%"><p style="text-align:center">˚C</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="58.64%"><p style="text-align:center">Temperature at Second Smoke Tubes Exit</p></td> 
       <td class="acenter" width="12.80%"><p style="text-align:center">207.7</p></td> 
       <td class="acenter" width="16.05%"><p style="text-align:center">207.7</p></td> 
       <td class="acenter" width="12.50%"><p style="text-align:center">˚C</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="58.64%"><p style="text-align:center">Heat Transfer from Main Fire Tube</p></td> 
       <td class="acenter" width="12.80%"><p style="text-align:center">431.7</p></td> 
       <td class="acenter" width="16.05%"><p style="text-align:center">431.9</p></td> 
       <td class="acenter" width="12.50%"><p style="text-align:center">kW</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="58.64%"><p style="text-align:center">Heat Transfer from First Smoke Chamber</p></td> 
       <td class="acenter" width="12.80%"><p style="text-align:center">136.6</p></td> 
       <td class="acenter" width="16.05%"><p style="text-align:center">136.5</p></td> 
       <td class="acenter" width="12.50%"><p style="text-align:center">kW</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="58.64%"><p style="text-align:center">Heat Transfer from First Smoke Tubes</p></td> 
       <td class="acenter" width="12.80%"><p style="text-align:center">69.1</p></td> 
       <td class="acenter" width="16.05%"><p style="text-align:center">68.9</p></td> 
       <td class="acenter" width="12.50%"><p style="text-align:center">kW</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="58.64%"><p style="text-align:center">Heat Transfer from Second Smoke Chamber</p></td> 
       <td class="acenter" width="12.80%"><p style="text-align:center">2.5</p></td> 
       <td class="acenter" width="16.05%"><p style="text-align:center">2.49</p></td> 
       <td class="acenter" width="12.50%"><p style="text-align:center">kW</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="58.64%"><p style="text-align:center">Heat Transfer from Second Smoke Tubes</p></td> 
       <td class="acenter" width="12.80%"><p style="text-align:center">15.7</p></td> 
       <td class="acenter" width="16.05%"><p style="text-align:center">15.7</p></td> 
       <td class="acenter" width="12.50%"><p style="text-align:center">kW</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="58.64%"><p style="text-align:center">Main Fire Tube Heat Contribution</p></td> 
       <td class="acenter" width="12.80%"><p style="text-align:center">65.76</p></td> 
       <td class="acenter" width="16.05%"><p style="text-align:center">65.8</p></td> 
       <td class="acenter" width="12.50%"><p style="text-align:center">%</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="58.64%"><p style="text-align:center">First Smoke Chamber Heat Contribution</p></td> 
       <td class="acenter" width="12.80%"><p style="text-align:center">20.81</p></td> 
       <td class="acenter" width="16.05%"><p style="text-align:center">20.8</p></td> 
       <td class="acenter" width="12.50%"><p style="text-align:center">%</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="58.64%"><p style="text-align:center">First Smoke Tubes Heat Contribution</p></td> 
       <td class="acenter" width="12.80%"><p style="text-align:center">10.52</p></td> 
       <td class="acenter" width="16.05%"><p style="text-align:center">10.5</p></td> 
       <td class="acenter" width="12.50%"><p style="text-align:center">%</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="58.64%"><p style="text-align:center">Second Smoke Chamber Heat Contribution</p></td> 
       <td class="acenter" width="12.80%"><p style="text-align:center">0.38</p></td> 
       <td class="acenter" width="16.05%"><p style="text-align:center">0.38</p></td> 
       <td class="acenter" width="12.50%"><p style="text-align:center">%</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="58.64%"><p style="text-align:center">Second Smoke Tubes Heat Contribution</p></td> 
       <td class="acenter" width="12.80%"><p style="text-align:center">2.4</p></td> 
       <td class="acenter" width="16.05%"><p style="text-align:center">2.4</p></td> 
       <td class="acenter" width="12.50%"><p style="text-align:center">%</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="58.64%"><p style="text-align:center">Flow Resistance</p></td> 
       <td class="acenter" width="12.80%"><p style="text-align:center">5.9</p></td> 
       <td class="acenter" width="16.05%"><p style="text-align:center">5.9</p></td> 
       <td class="acenter" width="12.50%"><p style="text-align:center">mbar</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="58.64%"><p style="text-align:center">Boiler Efficiency</p></td> 
       <td class="acenter" width="12.80%"><p style="text-align:center">90.3</p></td> 
       <td class="acenter" width="16.05%"><p style="text-align:center">90.35</p></td> 
       <td class="acenter" width="12.50%"><p style="text-align:center">%</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="58.64%"><p style="text-align:center">NOx</p></td> 
       <td class="acenter" width="12.80%"><p style="text-align:center">3.27 × 10<sup>−3</sup></p></td> 
       <td class="acenter" width="16.05%"><p style="text-align:center">3.09 × 10<sup>−3</sup></p></td> 
       <td class="acenter" width="12.50%"><p style="text-align:center">%</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="58.64%"><p style="text-align:center">CO<sub>2</sub></p></td> 
       <td class="acenter" width="12.80%"><p style="text-align:center">13.345</p></td> 
       <td class="acenter" width="16.05%"><p style="text-align:center">9.55</p></td> 
       <td class="acenter" width="12.50%"><p style="text-align:center">%</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="58.64%"><p style="text-align:center">O<sub>2</sub></p></td> 
       <td class="acenter" width="12.80%"><p style="text-align:center">0.287</p></td> 
       <td class="acenter" width="16.05%"><p style="text-align:center">0.2632</p></td> 
       <td class="acenter" width="12.50%"><p style="text-align:center">%</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="58.64%"><p style="text-align:center">CO</p></td> 
       <td class="acenter" width="12.80%"><p style="text-align:center">5.44 × 10<sup>−6</sup></p></td> 
       <td class="acenter" width="16.05%"><p style="text-align:center">4.07 × 10<sup>−6</sup></p></td> 
       <td class="acenter" width="12.50%"><p style="text-align:center">%</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="58.64%"><p style="text-align:center">Hoop Stress</p></td> 
       <td class="acenter" width="28.86%" colspan="2"><p style="text-align:center">10,065,688</p></td> 
       <td class="acenter" width="12.50%"><p style="text-align:center">N/m<sup>2</sup></p></td> 
      </tr> 
     </table>
    </table-wrap>
   </sec>
   <sec id="s3_2">
    <title>3.2. 2 TPH Boiler</title>
    <p>
     <xref ref-type="table" rid="table2">
      Table 2
     </xref> shows the results obtained from the model for the studied case (2 TPH Boiler), while the boiler dimensions and heat transfer areas are:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
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           f 
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         <mi>
           t 
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         </mn> 
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       <mn>
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       </mtext> 
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        </mtext> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
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     </math></p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
       <mtr> 
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         <mi>
           c 
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         <mn>
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        </mn> 
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     </math></p>
    <table-wrap id="table2">
     <label>
      <xref ref-type="table" rid="table2">
       Table 2
      </xref></label>
     <caption>
      <title>
       <xref ref-type="bibr" rid="scirp.137095-"></xref>Table 2. Model results—boiler (2 TPH Boiler).</title>
     </caption>
     <table class="MsoTableGrid custom-table" border="0" cellspacing="0" cellpadding="0"> 
      <tr> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="51.87%"><p style="text-align:center">Parameter</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="16.04%"><p style="text-align:center">Diesel Fuel</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="21.39%"><p style="text-align:center">Natural Gas Fuel</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.70%"><p style="text-align:center">Units</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="51.87%"><p style="text-align:center">Total Heating Surface Area</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="37.43%" colspan="2"><p style="text-align:center">43.97</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="10.70%"><p style="text-align:center">m<sup>2</sup></p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="51.87%"><p style="text-align:center">Fuel Calorific Value “Calculated”</p></td> 
       <td class="acenter" width="16.04%"><p style="text-align:center">42.93</p></td> 
       <td class="acenter" width="21.39%"><p style="text-align:center">50.07</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.70%"><p style="text-align:center">MJ/kg</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="51.87%"><p style="text-align:center">Stochiometric Air To Fuel Ratio “Calculated”</p></td> 
       <td class="acenter" width="16.04%"><p style="text-align:center">14.67</p></td> 
       <td class="acenter" width="21.39%"><p style="text-align:center">17.24</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.70%"><p style="text-align:center">-</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="51.87%"><p style="text-align:center">Fuel Flow Rate</p></td> 
       <td class="acenter" width="16.04%"><p style="text-align:center">122.3</p></td> 
       <td class="acenter" width="21.39%"><p style="text-align:center">104.9</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.70%"><p style="text-align:center">kg/hr</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="51.87%"><p style="text-align:center">Air Flow Rate</p></td> 
       <td class="acenter" width="16.04%"><p style="text-align:center">1795.4</p></td> 
       <td class="acenter" width="21.39%"><p style="text-align:center">1809.05</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.70%"><p style="text-align:center">kg/hr</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="51.87%"><p style="text-align:center">Exhaust Gas Flow Rate</p></td> 
       <td class="acenter" width="16.04%"><p style="text-align:center">1916.7</p></td> 
       <td class="acenter" width="21.39%"><p style="text-align:center">1913.997</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.70%"><p style="text-align:center">kg/hr</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="51.87%"><p style="text-align:center">Temperature in Main Fire Tube</p></td> 
       <td class="acenter" width="16.04%"><p style="text-align:center">1061.8</p></td> 
       <td class="acenter" width="21.39%"><p style="text-align:center">1062.1</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.70%"><p style="text-align:center">˚C</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="51.87%"><p style="text-align:center">Temperature at First Smoke Chamber Exit</p></td> 
       <td class="acenter" width="16.04%"><p style="text-align:center">675.9</p></td> 
       <td class="acenter" width="21.39%"><p style="text-align:center">675.6</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.70%"><p style="text-align:center">˚C</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="51.87%"><p style="text-align:center">Temperature at First Smoke Tubes Exit</p></td> 
       <td class="acenter" width="16.04%"><p style="text-align:center">274.5</p></td> 
       <td class="acenter" width="21.39%"><p style="text-align:center">274.4</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.70%"><p style="text-align:center">˚C</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="51.87%"><p style="text-align:center">Temperature at Second Smoke Chamber Exit</p></td> 
       <td class="acenter" width="16.04%"><p style="text-align:center">269.6</p></td> 
       <td class="acenter" width="21.39%"><p style="text-align:center">269.5</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.70%"><p style="text-align:center">˚C</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="51.87%"><p style="text-align:center">Temperature at Second Smoke Tubes Exit</p></td> 
       <td class="acenter" width="16.04%"><p style="text-align:center">205.2</p></td> 
       <td class="acenter" width="21.39%"><p style="text-align:center">205.2</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.70%"><p style="text-align:center">˚C</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="51.87%"><p style="text-align:center">Heat Transfer from Main Fire Tube</p></td> 
       <td class="acenter" width="16.04%"><p style="text-align:center">795.5</p></td> 
       <td class="acenter" width="21.39%"><p style="text-align:center">796.2</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.70%"><p style="text-align:center">kW</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="51.87%"><p style="text-align:center">Heat Transfer from First Smoke Chamber</p></td> 
       <td class="acenter" width="16.04%"><p style="text-align:center">242.37</p></td> 
       <td class="acenter" width="21.39%"><p style="text-align:center">242.36</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.70%"><p style="text-align:center">kW</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="51.87%"><p style="text-align:center">Heat Transfer from First Smoke Tubes</p></td> 
       <td class="acenter" width="16.04%"><p style="text-align:center">234.13</p></td> 
       <td class="acenter" width="21.39%"><p style="text-align:center">233.8</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.70%"><p style="text-align:center">kW</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="51.87%"><p style="text-align:center">Heat Transfer from Second Smoke Chamber</p></td> 
       <td class="acenter" width="16.04%"><p style="text-align:center">2.7</p></td> 
       <td class="acenter" width="21.39%"><p style="text-align:center">2.7</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.70%"><p style="text-align:center">kW</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="51.87%"><p style="text-align:center">Heat Transfer from Second Smoke Tubes</p></td> 
       <td class="acenter" width="16.04%"><p style="text-align:center">35.6</p></td> 
       <td class="acenter" width="21.39%"><p style="text-align:center">35.55</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.70%"><p style="text-align:center">kW</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="51.87%"><p style="text-align:center">Main Fire Tube Heat Contribution</p></td> 
       <td class="acenter" width="16.04%"><p style="text-align:center">60.6</p></td> 
       <td class="acenter" width="21.39%"><p style="text-align:center">60.75</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.70%"><p style="text-align:center">%</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="51.87%"><p style="text-align:center">First Smoke Chamber Heat Contribution</p></td> 
       <td class="acenter" width="16.04%"><p style="text-align:center">18.46</p></td> 
       <td class="acenter" width="21.39%"><p style="text-align:center">18.46</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.70%"><p style="text-align:center">%</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="51.87%"><p style="text-align:center">First Smoke Tubes Heat Contribution</p></td> 
       <td class="acenter" width="16.04%"><p style="text-align:center">17.8</p></td> 
       <td class="acenter" width="21.39%"><p style="text-align:center">17.8</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.70%"><p style="text-align:center">%</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="51.87%"><p style="text-align:center">Second Smoke Chamber Heat Contribution</p></td> 
       <td class="acenter" width="16.04%"><p style="text-align:center">0.21</p></td> 
       <td class="acenter" width="21.39%"><p style="text-align:center">0.205</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.70%"><p style="text-align:center">%</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="51.87%"><p style="text-align:center">Second Smoke Tubes Heat Contribution</p></td> 
       <td class="acenter" width="16.04%"><p style="text-align:center">2.7</p></td> 
       <td class="acenter" width="21.39%"><p style="text-align:center">2.7</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.70%"><p style="text-align:center">%</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="51.87%"><p style="text-align:center">Flow Resistance</p></td> 
       <td class="acenter" width="16.04%"><p style="text-align:center">6</p></td> 
       <td class="acenter" width="21.39%"><p style="text-align:center">6</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.70%"><p style="text-align:center">mbar</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="51.87%"><p style="text-align:center">Boiler Efficiency</p></td> 
       <td class="acenter" width="16.04%"><p style="text-align:center">89.778</p></td> 
       <td class="acenter" width="21.39%"><p style="text-align:center">89.798</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.70%"><p style="text-align:center">%</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="51.87%"><p style="text-align:center">NOx</p></td> 
       <td class="acenter" width="16.04%"><p style="text-align:center">6.12 × 10<sup>−3</sup></p></td> 
       <td class="acenter" width="21.39%"><p style="text-align:center">5.86 × 10<sup>−3</sup></p></td> 
       <td class="acenter" width="10.70%"><p style="text-align:center">%</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="51.87%"><p style="text-align:center">CO<sub>2</sub></p></td> 
       <td class="acenter" width="16.04%"><p style="text-align:center">13.345</p></td> 
       <td class="acenter" width="21.39%"><p style="text-align:center">9.55</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.70%"><p style="text-align:center">%</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="51.87%"><p style="text-align:center">O<sub>2</sub></p></td> 
       <td class="acenter" width="16.04%"><p style="text-align:center">0.286</p></td> 
       <td class="acenter" width="21.39%"><p style="text-align:center">0.2623</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.70%"><p style="text-align:center">%</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="51.87%"><p style="text-align:center">CO</p></td> 
       <td class="acenter" width="16.04%"><p style="text-align:center">4.813 × 10<sup>−5</sup></p></td> 
       <td class="acenter" width="21.39%"><p style="text-align:center">3.604 × 10<sup>−5</sup></p></td> 
       <td class="acenter" width="10.70%"><p style="text-align:center">%</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="51.87%"><p style="text-align:center">Hoop Stress</p></td> 
       <td class="acenter" width="37.43%" colspan="2"><p style="text-align:center">74,038,461</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.70%"><p style="text-align:center">N/m<sup>2</sup></p></td> 
      </tr> 
     </table>
    </table-wrap>
   </sec>
   <sec id="s3_3">
    <title>3.3. 3 TPH Boiler</title>
    <p>
     <xref ref-type="table" rid="table3">
      Table 3
     </xref> shows the results obtained from the model for the studied case (3 TPH Boiler), while the boiler dimensions and heat transfer areas are:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
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          A 
        </mi> 
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         <mi>
           m 
         </mi> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         π 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0.72 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           2.75 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         6.22 
       </mn> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <msup> 
        <mtext>
          m 
        </mtext> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
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          <mi>
            A 
          </mi> 
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           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mi>
            π 
          </mi> 
          <mn>
            4 
          </mn> 
         </mfrac> 
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          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
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              </mo> 
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               <mn>
                 1.2 
               </mn> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msup> 
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             <mrow> 
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                ( 
              </mo> 
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                 0.5 
               </mn> 
              </mrow> 
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                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
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                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mn>
                 1.2 
               </mn> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mn>
                 0.72 
               </mn> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             50 
           </mn> 
           <msup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
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                 0.0483 
               </mn> 
              </mrow> 
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                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           π 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1.2 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             0.6 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
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       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           3.83 
         </mn> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <msup> 
          <mtext>
            m 
          </mtext> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math></p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
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        <mi>
          A 
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        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
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         = 
       </mo> 
       <mi>
         π 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
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           50 
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        </mrow> 
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          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
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        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
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           0.0483 
         </mn> 
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          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
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        <mo>
          ( 
        </mo> 
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         <mn>
           2.6 
         </mn> 
        </mrow> 
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          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         19.73 
       </mn> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <msup> 
        <mtext>
          m 
        </mtext> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         1.2 
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    <p>
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         25.8 
       </mn> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <msup> 
        <mtext>
          m 
        </mtext> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <table-wrap id="table3">
     <label>
      <xref ref-type="table" rid="table3">
       Table 3
      </xref></label>
     <caption>
      <title>
       <xref ref-type="bibr" rid="scirp.137095-"></xref>Table 3. Model results—boiler (3 TPH Boiler).</title>
     </caption>
     <table class="MsoTableGrid custom-table" border="0" cellspacing="0" cellpadding="0"> 
      <tr> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="50.10%"><p style="text-align:center">Parameter</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="14.26%"><p style="text-align:center">Diesel Fuel</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="21.39%"><p style="text-align:center">Natural Gas Fuel</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="14.26%"><p style="text-align:center">Units</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="50.10%"><p style="text-align:center">Total Heating Surface Area</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="35.64%" colspan="2"><p style="text-align:center">56.75</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="14.26%"><p style="text-align:center">m<sup>2</sup></p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="50.10%"><p style="text-align:center">Fuel Calorific Value “Calculated”</p></td> 
       <td class="acenter" width="14.26%"><p style="text-align:center">42.93</p></td> 
       <td class="acenter" width="21.39%"><p style="text-align:center">50.07</p></td> 
       <td class="acenter" width="14.26%"><p style="text-align:center">MJ/kg</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="50.10%"><p style="text-align:center">Stoichiometric Air To Fuel Ratio “Calculated”</p></td> 
       <td class="acenter" width="14.26%"><p style="text-align:center">14.67</p></td> 
       <td class="acenter" width="21.39%"><p style="text-align:center">17.24</p></td> 
       <td class="acenter" width="14.26%"><p style="text-align:center">-</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="50.10%"><p style="text-align:center">Fuel Flow Rate</p></td> 
       <td class="acenter" width="14.26%"><p style="text-align:center">184.15</p></td> 
       <td class="acenter" width="21.39%"><p style="text-align:center">158</p></td> 
       <td class="acenter" width="14.26%"><p style="text-align:center">kg/hr</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="50.10%"><p style="text-align:center">Air Flow Rate</p></td> 
       <td class="acenter" width="14.26%"><p style="text-align:center">2701.96</p></td> 
       <td class="acenter" width="21.39%"><p style="text-align:center">2724.3</p></td> 
       <td class="acenter" width="14.26%"><p style="text-align:center">kg/hr</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="50.10%"><p style="text-align:center">Exhaust Gas Flow Rate</p></td> 
       <td class="acenter" width="14.26%"><p style="text-align:center">2886.1</p></td> 
       <td class="acenter" width="21.39%"><p style="text-align:center">2882.32</p></td> 
       <td class="acenter" width="14.26%"><p style="text-align:center">kg/hr</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="50.10%"><p style="text-align:center">Temperature in Main Fire Tube</p></td> 
       <td class="acenter" width="14.26%"><p style="text-align:center">1104.7</p></td> 
       <td class="acenter" width="21.39%"><p style="text-align:center">1105.1</p></td> 
       <td class="acenter" width="14.26%"><p style="text-align:center">˚C</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="50.10%"><p style="text-align:center">Temperature at First Smoke Chamber Exit</p></td> 
       <td class="acenter" width="14.26%"><p style="text-align:center">734.3</p></td> 
       <td class="acenter" width="21.39%"><p style="text-align:center">734.1</p></td> 
       <td class="acenter" width="14.26%"><p style="text-align:center">˚C</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="50.10%"><p style="text-align:center">Temperature at First Smoke Tubes Exit</p></td> 
       <td class="acenter" width="14.26%"><p style="text-align:center">285.8</p></td> 
       <td class="acenter" width="21.39%"><p style="text-align:center">285.6</p></td> 
       <td class="acenter" width="14.26%"><p style="text-align:center">˚C</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="50.10%"><p style="text-align:center">Temperature at Second Smoke Chamber Exit</p></td> 
       <td class="acenter" width="14.26%"><p style="text-align:center">282</p></td> 
       <td class="acenter" width="21.39%"><p style="text-align:center">281.8</p></td> 
       <td class="acenter" width="14.26%"><p style="text-align:center">˚C</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="50.10%"><p style="text-align:center">Temperature at Second Smoke Tubes Exit</p></td> 
       <td class="acenter" width="14.26%"><p style="text-align:center">208</p></td> 
       <td class="acenter" width="21.39%"><p style="text-align:center">207.9</p></td> 
       <td class="acenter" width="14.26%"><p style="text-align:center">˚C</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="50.10%"><p style="text-align:center">Heat Transfer from Main Fire Tube</p></td> 
       <td class="acenter" width="14.26%"><p style="text-align:center">1150.2</p></td> 
       <td class="acenter" width="21.39%"><p style="text-align:center">1151.5</p></td> 
       <td class="acenter" width="14.26%"><p style="text-align:center">kW</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="50.10%"><p style="text-align:center">Heat Transfer from First Smoke Chamber</p></td> 
       <td class="acenter" width="14.26%"><p style="text-align:center">353.11</p></td> 
       <td class="acenter" width="21.39%"><p style="text-align:center">353.22</p></td> 
       <td class="acenter" width="14.26%"><p style="text-align:center">kW</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="50.10%"><p style="text-align:center">Heat Transfer from First Smoke Tubes</p></td> 
       <td class="acenter" width="14.26%"><p style="text-align:center">397.1</p></td> 
       <td class="acenter" width="21.39%"><p style="text-align:center">396.42</p></td> 
       <td class="acenter" width="14.26%"><p style="text-align:center">kW</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="50.10%"><p style="text-align:center">Heat Transfer from Second Smoke Chamber</p></td> 
       <td class="acenter" width="14.26%"><p style="text-align:center">3.2</p></td> 
       <td class="acenter" width="21.39%"><p style="text-align:center">3.19</p></td> 
       <td class="acenter" width="14.26%"><p style="text-align:center">kW</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="50.10%"><p style="text-align:center">Heat Transfer from Second Smoke Tubes</p></td> 
       <td class="acenter" width="14.26%"><p style="text-align:center">61.84</p></td> 
       <td class="acenter" width="21.39%"><p style="text-align:center">61.6</p></td> 
       <td class="acenter" width="14.26%"><p style="text-align:center">kW</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="50.10%"><p style="text-align:center">Main Fire Tube Heat Contribution</p></td> 
       <td class="acenter" width="14.26%"><p style="text-align:center">58.4</p></td> 
       <td class="acenter" width="21.39%"><p style="text-align:center">58.5</p></td> 
       <td class="acenter" width="14.26%"><p style="text-align:center">%</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="50.10%"><p style="text-align:center">First Smoke Chamber Heat Contribution</p></td> 
       <td class="acenter" width="14.26%"><p style="text-align:center">17.9</p></td> 
       <td class="acenter" width="21.39%"><p style="text-align:center">17.93</p></td> 
       <td class="acenter" width="14.26%"><p style="text-align:center">%</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="50.10%"><p style="text-align:center">First Smoke Tubes Heat Contribution</p></td> 
       <td class="acenter" width="14.26%"><p style="text-align:center">20.2</p></td> 
       <td class="acenter" width="21.39%"><p style="text-align:center">20.13</p></td> 
       <td class="acenter" width="14.26%"><p style="text-align:center">%</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="50.10%"><p style="text-align:center">Second Smoke Chamber Heat Contribution</p></td> 
       <td class="acenter" width="14.26%"><p style="text-align:center">0.162</p></td> 
       <td class="acenter" width="21.39%"><p style="text-align:center">0.162</p></td> 
       <td class="acenter" width="14.26%"><p style="text-align:center">%</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="50.10%"><p style="text-align:center">Second Smoke Tubes Heat Contribution</p></td> 
       <td class="acenter" width="14.26%"><p style="text-align:center">3.14</p></td> 
       <td class="acenter" width="21.39%"><p style="text-align:center">3.13</p></td> 
       <td class="acenter" width="14.26%"><p style="text-align:center">%</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="50.10%"><p style="text-align:center">Flow Resistance</p></td> 
       <td class="acenter" width="14.26%"><p style="text-align:center">6.15</p></td> 
       <td class="acenter" width="21.39%"><p style="text-align:center">6.14</p></td> 
       <td class="acenter" width="14.26%"><p style="text-align:center">mbar</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="50.10%"><p style="text-align:center">Boiler Efficiency</p></td> 
       <td class="acenter" width="14.26%"><p style="text-align:center">89.43</p></td> 
       <td class="acenter" width="21.39%"><p style="text-align:center">89.45</p></td> 
       <td class="acenter" width="14.26%"><p style="text-align:center">%</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="50.10%"><p style="text-align:center">NOx</p></td> 
       <td class="acenter" width="14.26%"><p style="text-align:center">7.9 × 10<sup>−</sup><sup>3</sup></p></td> 
       <td class="acenter" width="21.39%"><p style="text-align:center">7.45 × 10<sup>−</sup><sup>3</sup></p></td> 
       <td class="acenter" width="14.26%"><p style="text-align:center">%</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="50.10%"><p style="text-align:center">CO<sub>2</sub></p></td> 
       <td class="acenter" width="14.26%"><p style="text-align:center">13.345</p></td> 
       <td class="acenter" width="21.39%"><p style="text-align:center">9.55</p></td> 
       <td class="acenter" width="14.26%"><p style="text-align:center">%</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="50.10%"><p style="text-align:center">O<sub>2</sub></p></td> 
       <td class="acenter" width="14.26%"><p style="text-align:center">0.285</p></td> 
       <td class="acenter" width="21.39%"><p style="text-align:center">0.2617</p></td> 
       <td class="acenter" width="14.26%"><p style="text-align:center">%</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="50.10%"><p style="text-align:center">CO</p></td> 
       <td class="acenter" width="14.26%"><p style="text-align:center">8.4 × 10<sup>−5</sup></p></td> 
       <td class="acenter" width="21.39%"><p style="text-align:center">6.2 × 10<sup>−5</sup></p></td> 
       <td class="acenter" width="14.26%"><p style="text-align:center">%</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="50.10%"><p style="text-align:center">Hoop Stress</p></td> 
       <td class="acenter" width="35.64%" colspan="2"><p style="text-align:center">61874995.4</p></td> 
       <td class="acenter" width="14.26%"><p style="text-align:center">N/m<sup>2</sup></p></td> 
      </tr> 
     </table>
    </table-wrap>
   </sec>
  </sec><sec id="s4">
   <title>4. Conclusion</title>
   <p>It is concluded from the model applicability for different boiler capacity ratings that the results are simplified and important for the manufacturers to estimate the performance and modify the proposed designs to achieve certain needs. Also, the model results offer a quick tool for condition monitoring for the boiler and prediction for troubleshooting. The model addresses a relevant engineering problem by providing a tool for optimizing boiler design and predicting performance. The model’s simplicity, compared to potentially complex CFD simulations, might make it attractive to manufacturers seeking accessible design tools.</p>
  </sec><sec id="s5">
   <title>Nomenclature</title>
   <table class="MsoTableGrid custom-table" border="0" cellspacing="0" cellpadding="0"> 
    <tr> 
     <td class="custom-bottom-td aleft" width="14.87%"><p style="text-align:left">Symbol</p></td> 
     <td class="custom-bottom-td aleft" width="72.05%"><p style="text-align:left">Definition</p></td> 
     <td class="custom-bottom-td aleft" width="13.09%"><p style="text-align:left">Unit</p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="custom-top-td aleft" width="14.87%"><p style="text-align:left"> 
       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
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         </msub> 
        </mrow> 
       </math></p></td> 
     <td class="custom-top-td aleft" width="72.05%"><p style="text-align:left">Input energy to the boiler in form of fuel chemical energy</p></td> 
     <td class="custom-top-td aleft" width="13.09%"><p style="text-align:left">W</p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="aleft" width="14.87%"><p style="text-align:left"> 
       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
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         </msub> 
        </mrow> 
       </math></p></td> 
     <td class="aleft" width="72.05%"><p style="text-align:left">Mass flow rate of fuel</p></td> 
     <td class="aleft" width="13.09%"><p style="text-align:left">kg/s</p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="aleft" width="14.87%"><p style="text-align:left"> 
       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
         <mi>
           C 
         </mi> 
         <mi>
           V 
         </mi> 
        </mrow> 
       </math></p></td> 
     <td class="aleft" width="72.05%"><p style="text-align:left">Calorific value of fuel</p></td> 
     <td class="aleft" width="13.09%"><p style="text-align:left">J/kg</p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="aleft" width="14.87%"><p style="text-align:left"> 
       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            η 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </math></p></td> 
     <td class="aleft" width="72.05%"><p style="text-align:left">Efficiency of combustion process</p></td> 
     <td class="aleft" width="13.09%"><p style="text-align:left">-</p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="aleft" width="14.87%"><p style="text-align:left"> 
       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
         <msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             m 
           </mi> 
           <mo>
             ˙ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mi>
            g 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </math></p></td> 
     <td class="aleft" width="72.05%"><p style="text-align:left">Mass flow rate of exhaust combustion gases</p></td> 
     <td class="aleft" width="13.09%"><p style="text-align:left">kg/s</p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="aleft" width="14.87%"><p style="text-align:left"> 
       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
        </mrow> 
       </math></p></td> 
     <td class="aleft" width="72.05%"><p style="text-align:left">Air to fuel mass ratio</p></td> 
     <td class="aleft" width="13.09%"><p style="text-align:left">-</p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="aleft" width="14.87%"><p style="text-align:left"> 
       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            ε 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             w 
           </mi> 
           <mi>
             f 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </math></p></td> 
     <td class="aleft" width="72.05%"><p style="text-align:left">Net emissivity between flame and inner surface of main fire tube</p></td> 
     <td class="aleft" width="13.09%"><p style="text-align:left">-</p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="aleft" width="14.87%"><p style="text-align:left"> 
       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            ε 
          </mi> 
          <mi>
            w 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </math></p></td> 
     <td class="aleft" width="72.05%"><p style="text-align:left">Emissivity of inner surface of main fire tube</p></td> 
     <td class="aleft" width="13.09%"><p style="text-align:left">-</p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="aleft" width="14.87%"><p style="text-align:left"> 
       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             m 
           </mi> 
           <mi>
             f 
           </mi> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </math></p></td> 
     <td class="aleft" width="72.05%"><p style="text-align:left">Surface area of main fire tube</p></td> 
     <td class="aleft" width="13.09%"><p style="text-align:left">m<sup>2</sup></p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="aleft" width="14.87%"><p style="text-align:left"> 
       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             f 
           </mi> 
           <mi>
             l 
           </mi> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
           <mi>
             m 
           </mi> 
           <mi>
             e 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </math></p></td> 
     <td class="aleft" width="72.05%"><p style="text-align:left">Surface area of flame</p></td> 
     <td class="aleft" width="13.09%"><p style="text-align:left">m<sup>2</sup></p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="aleft" width="14.87%"><p style="text-align:left"> 
       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            ε 
          </mi> 
          <mi>
            f 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </math></p></td> 
     <td class="aleft" width="72.05%"><p style="text-align:left">Emissivity of flame</p></td> 
     <td class="aleft" width="13.09%"><p style="text-align:left">-</p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="aleft" width="14.87%"><p style="text-align:left"> 
       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mover accent="true"> 
         <mi>
           Q 
         </mi> 
         <mo>
           ˙ 
         </mo> 
        </mover> 
       </math></p></td> 
     <td class="aleft" width="72.05%"><p style="text-align:left">Rate of heat transfer</p></td> 
     <td class="aleft" width="13.09%"><p style="text-align:left">W</p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="aleft" width="14.87%"><p style="text-align:left"> 
       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
          σ 
        </mi> 
       </math></p></td> 
     <td class="aleft" width="72.05%"><p style="text-align:left">Stephan Boltzmann Radiation Constant</p></td> 
     <td class="aleft" width="13.09%"><p style="text-align:left">˚C</p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="aleft" width="14.87%"><p style="text-align:left"> 
       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
          T 
        </mi> 
       </math></p></td> 
     <td class="aleft" width="72.05%"><p style="text-align:left">Temperature</p></td> 
     <td class="aleft" width="13.09%"><p style="text-align:left">K</p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="aleft" width="14.87%"><p style="text-align:left"> 
       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
          V 
        </mi> 
       </math></p></td> 
     <td class="aleft" width="72.05%"><p style="text-align:left">Flow velocity</p></td> 
     <td class="aleft" width="13.09%"><p style="text-align:left">m/s</p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="aleft" width="14.87%"><p style="text-align:left"> 
       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
          D 
        </mi> 
       </math></p></td> 
     <td class="aleft" width="72.05%"><p style="text-align:left">Diameter</p></td> 
     <td class="aleft" width="13.09%"><p style="text-align:left">m</p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="aleft" width="14.87%"><p style="text-align:left"> 
       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
          ρ 
        </mi> 
       </math></p></td> 
     <td class="aleft" width="72.05%"><p style="text-align:left">Density</p></td> 
     <td class="aleft" width="13.09%"><p style="text-align:left">kg/m<sup>3</sup></p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="aleft" width="14.87%"><p style="text-align:left"> 
       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
        </mrow> 
       </math></p></td> 
     <td class="aleft" width="72.05%"><p style="text-align:left">Reynolds number</p></td> 
     <td class="aleft" width="13.09%"><p style="text-align:left">-</p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="aleft" width="14.87%"><p style="text-align:left"> 
       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
          μ 
        </mi> 
       </math></p></td> 
     <td class="aleft" width="72.05%"><p style="text-align:left">Dynamic viscosity</p></td> 
     <td class="aleft" width="13.09%"><p style="text-align:left">Pa∙s</p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="aleft" width="14.87%"><p style="text-align:left"> 
       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
          h 
        </mi> 
       </math></p></td> 
     <td class="aleft" width="72.05%"><p style="text-align:left">Convective heat transfer coefficient</p></td> 
     <td class="aleft" width="13.09%"><p style="text-align:left">W/m<sup>2</sup>∙K</p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="aleft" width="14.87%"><p style="text-align:left"> 
       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
          k 
        </mi> 
       </math></p></td> 
     <td class="aleft" width="72.05%"><p style="text-align:left">Thermal conductivity</p></td> 
     <td class="aleft" width="13.09%"><p style="text-align:left">W/m∙K</p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="aleft" width="14.87%"><p style="text-align:left"> 
       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
         <mi>
           P 
         </mi> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
        </mrow> 
       </math></p></td> 
     <td class="aleft" width="72.05%"><p style="text-align:left">Prandtle number</p></td> 
     <td class="aleft" width="13.09%"><p style="text-align:left">-</p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="aleft" width="14.87%"><p style="text-align:left"> 
       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             s 
           </mi> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </math></p></td> 
     <td class="aleft" width="72.05%"><p style="text-align:left">Saturation temperature of boiling water</p></td> 
     <td class="aleft" width="13.09%"><p style="text-align:left">K</p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="aleft" width="14.87%"><p style="text-align:left"> 
       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
         <mi>
           C 
         </mi> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
        </mrow> 
       </math></p></td> 
     <td class="aleft" width="72.05%"><p style="text-align:left">Isobaric specific heat</p></td> 
     <td class="aleft" width="13.09%"><p style="text-align:left">J/kg∙K</p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="aleft" width="14.87%"><p style="text-align:left"> 
       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
          f 
        </mi> 
       </math></p></td> 
     <td class="aleft" width="72.05%"><p style="text-align:left">Friction factor</p></td> 
     <td class="aleft" width="13.09%"><p style="text-align:left">-</p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="aleft" width="14.87%"><p style="text-align:left"> 
       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
          L 
        </mi> 
       </math></p></td> 
     <td class="aleft" width="72.05%"><p style="text-align:left">Length of main fire tube</p></td> 
     <td class="aleft" width="13.09%"><p style="text-align:left">m</p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="aleft" width="14.87%"><p style="text-align:left"> 
       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
         <mi>
           Δ 
         </mi> 
         <mi>
           P 
         </mi> 
        </mrow> 
       </math></p></td> 
     <td class="aleft" width="72.05%"><p style="text-align:left">Flow resistance</p></td> 
     <td class="aleft" width="13.09%"><p style="text-align:left">Pa</p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="aleft" width="14.87%"><p style="text-align:left"> 
       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mi>
             e 
           </mi> 
           <mi>
             f 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </math></p></td> 
     <td class="aleft" width="72.05%"><p style="text-align:left">Reference Temperature</p></td> 
     <td class="aleft" width="13.09%"><p style="text-align:left">K</p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="aleft" width="14.87%"><p style="text-align:left"> 
       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
          P 
        </mi> 
       </math></p></td> 
     <td class="aleft" width="72.05%"><p style="text-align:left">Pressure</p></td> 
     <td class="aleft" width="13.09%"><p style="text-align:left">Pa</p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="aleft" width="14.87%"><p style="text-align:left"> 
       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
          x 
        </mi> 
       </math></p></td> 
     <td class="aleft" width="72.05%"><p style="text-align:left">Thickness</p></td> 
     <td class="aleft" width="13.09%"><p style="text-align:left">m</p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="aleft" width="14.87%"><p style="text-align:left"> 
       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </math></p></td> 
     <td class="aleft" width="72.05%"><p style="text-align:left">Number of tubes</p></td> 
     <td class="aleft" width="13.09%"><p style="text-align:left">-</p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="aleft" width="14.87%"><p style="text-align:left"> 
       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
          n 
        </mi> 
       </math></p></td> 
     <td class="aleft" width="72.05%"><p style="text-align:left">Number of moles</p></td> 
     <td class="aleft" width="13.09%"><p style="text-align:left">moles</p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="aleft" width="14.87%"><p style="text-align:left"> 
       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
          N 
        </mi> 
       </math></p></td> 
     <td class="aleft" width="72.05%"><p style="text-align:left">Number of atoms</p></td> 
     <td class="aleft" width="13.09%"><p style="text-align:left">atoms</p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="custom-bottom-td aleft" width="14.87%"><p style="text-align:left"> 
       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
          z 
        </mi> 
       </math></p></td> 
     <td class="custom-bottom-td aleft" width="72.05%"><p style="text-align:left">Number of moles of air</p></td> 
     <td class="custom-bottom-td aleft" width="13.09%"><p style="text-align:left">moles</p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="custom-bottom-td custom-top-td aleft" width="14.87%"><p style="text-align:left">Subscripts</p></td> 
     <td class="custom-bottom-td custom-top-td aleft" width="72.05%"><p style="text-align:left">Definition</p></td> 
     <td class="custom-bottom-td custom-top-td aleft" width="13.09%"><p style="text-align:left"></p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="custom-top-td aleft" width="14.87%"><p style="text-align:left">mft</p></td> 
     <td class="custom-top-td aleft" width="72.05%"><p style="text-align:left">Main Fire Tube</p></td> 
     <td class="custom-top-td aleft" width="13.09%"><p style="text-align:left"></p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="aleft" width="14.87%"><p style="text-align:left">cc1</p></td> 
     <td class="aleft" width="72.05%"><p style="text-align:left">First Smoke Chamber</p></td> 
     <td class="aleft" width="13.09%"><p style="text-align:left"></p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="aleft" width="14.87%"><p style="text-align:left">1</p></td> 
     <td class="aleft" width="72.05%"><p style="text-align:left">First Smoke Tubes</p></td> 
     <td class="aleft" width="13.09%"><p style="text-align:left"></p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="aleft" width="14.87%"><p style="text-align:left">cc2</p></td> 
     <td class="aleft" width="72.05%"><p style="text-align:left">Second Smoke Chamber</p></td> 
     <td class="aleft" width="13.09%"><p style="text-align:left"></p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="aleft" width="14.87%"><p style="text-align:left">2</p></td> 
     <td class="aleft" width="72.05%"><p style="text-align:left">Second Smoke Tubes</p></td> 
     <td class="aleft" width="13.09%"><p style="text-align:left"></p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="aleft" width="14.87%"><p style="text-align:left">g</p></td> 
     <td class="aleft" width="72.05%"><p style="text-align:left">Combustion Gases</p></td> 
     <td class="aleft" width="13.09%"><p style="text-align:left"></p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="aleft" width="14.87%"><p style="text-align:left">r</p></td> 
     <td class="aleft" width="72.05%"><p style="text-align:left">Radiation</p></td> 
     <td class="aleft" width="13.09%"><p style="text-align:left"></p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="aleft" width="14.87%"><p style="text-align:left">c</p></td> 
     <td class="aleft" width="72.05%"><p style="text-align:left">Convection</p></td> 
     <td class="aleft" width="13.09%"><p style="text-align:left"></p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="aleft" width="14.87%"><p style="text-align:left">st</p></td> 
     <td class="aleft" width="72.05%"><p style="text-align:left">Steam</p></td> 
     <td class="aleft" width="13.09%"><p style="text-align:left"></p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="aleft" width="14.87%"><p style="text-align:left">w</p></td> 
     <td class="aleft" width="72.05%"><p style="text-align:left">Water</p></td> 
     <td class="aleft" width="13.09%"><p style="text-align:left"></p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="aleft" width="14.87%"><p style="text-align:left">shell</p></td> 
     <td class="aleft" width="72.05%"><p style="text-align:left">Boiler Shell</p></td> 
     <td class="aleft" width="13.09%"><p style="text-align:left"></p></td> 
    </tr> 
   </table>
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  <ref-list>
   <title>References</title>
   <ref id="scirp.137095-ref1">
    <label>1</label>
    <mixed-citation publication-type="other" xlink:type="simple">
     Gutiérrez Ortiz, F.J. (2011) Modeling of Fire-Tube Boilers. Applied Thermal Engineering, 31, 3463-3478. &gt;https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2011.07.001 
    </mixed-citation>
   </ref>
   <ref id="scirp.137095-ref2">
    <label>2</label>
    <mixed-citation publication-type="other" xlink:type="simple">
     Komarov, I.I., Rostova, D.M. and Vegera, A.N. (2017) Improvement of Fire-Tube Boilers Calculation Methods by the Numerical Modeling of Combustion Processes and Heat Transfer in the Combustion Chamber. Journal of Physics: Conference Series, 891, Article ID: 012225. &gt;https://doi.org/10.1088/1742-6596/891/1/012225 
    </mixed-citation>
   </ref>
   <ref id="scirp.137095-ref3">
    <label>3</label>
    <mixed-citation publication-type="other" xlink:type="simple">
     Beyne, W., Lecompte, S., Ameel, B., Daenens, D., Van Belleghem, M. and De Paepe, M. (2019) Dynamic and Steady State Performance Model of Fire Tube Boilers with Different Turn Boxes. Applied Thermal Engineering, 149, 1454-1462. &gt;https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2018.09.103 
    </mixed-citation>
   </ref>
   <ref id="scirp.137095-ref4">
    <label>4</label>
    <mixed-citation publication-type="other" xlink:type="simple">
     Klein, P., Potgieter, M. and Ferreira, B. (2021) Systems Based CFD Modelling of Package Steam Boilers. Proceedings of CHT-21 ICHMT International Symposium on Advances in Computational Heat Transfer, Rio de Janeiro, 15-19 August 2021, 12 p.
    </mixed-citation>
   </ref>
   <ref id="scirp.137095-ref5">
    <label>5</label>
    <mixed-citation publication-type="other" xlink:type="simple">
     Van Wylen, G.J., Sonntag, R.E. and Borgnakke, C. (2003) Fundamentals of Thermodynamics. 6th Edition, John Wiley&amp;Sons, Inc.
    </mixed-citation>
   </ref>
   <ref id="scirp.137095-ref6">
    <label>6</label>
    <mixed-citation publication-type="other" xlink:type="simple">
     Holman, J.P. (2010) Heat Transfer (McGraw-Hill Series in Mechanical Engineering). 10th Edition, McGraw-Hill.
    </mixed-citation>
   </ref>
   <ref id="scirp.137095-ref7">
    <label>7</label>
    <mixed-citation publication-type="other" xlink:type="simple">
     Spalding, D.B. (1979) Combustion and Mass Transfer. Pergamon Press.
    </mixed-citation>
   </ref>
  </ref-list>
 </back>
</article>