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VAPOR - caldeira

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CALDEIRAS A VAPOR
VAPOR
PROPRIEDADES DA ÁGUA
Estados: sólido, líquido e vapor
Sólido = gelo, temperatura abaixo de 0 ºC
Líquido, temperatura entre 0 ºC a 100 ºC ao nível do mar
Vapor água na forma de gas em temperatura acima de 100 ºC ao nível do mar.
Condensado: vapor que se condensou (voltou a ser líquido) após ceder calor ao processo ou por perdas no isolamento térmico.
Vapor saturado: vapor saturado ocorre em temperaturas e pressões onde o vapor e água (líquido) podem coexistir.
É o ideal para conduzir calor para uso em aquecimentos de processos.
Vapor superaquecido é criado através do aquecimento adicional do vapor saturado. 
Tem temperatura mais alta e densidade mais baixa do que um vapor saturado à mesma pressão. Uso em turbinas a vapor.
PROPRIEDADES PRINCIPAIS DO VAPOR
CALOR 
VIBRAÇÃO DAS MOLÉCULAS
TEMPERATURA
MEDIDA RELACIONADA COM A QUANTIDADE DE CALOR
PRESSÃO
FORÇA QUE AS MOLECULAS EXERCEM NA SUPERFÍCIE QUE AS CONTÉM
CALOR
CALOR SENSÍVEL 
É aquele que provoca a variação de temperatura e pode ser sentido e medido (tato e termômetros). Exemplo: aquecimento da água de 25C a 100C.
CALOR LATENTE 
É aquele que causa mudança de estado físico sem modificar a temperatura.
Exemplo: vaporização da água. Após o inicio da ebulição, a temperatura se estabiliza e o combustivel queimado é consumido na vaporização até secar toda a água.
TEMPERATURA
Grandeza física utilizada para medir o grau de agitação das moléculas de uma determinada quantidade de matéria. 
Quanto mais agitadas essas moléculas estiverem, maior será sua temperatura.
A medição da temperatura é feita com termômetro, que pode ser encontrado em três escalas: 
Celsius (ºC) , Kelvin (ºK ) e Fahrenheit (ºF)
A menor temperatura a que os corpos podem chegar é chamada Zero absoluto, é quando as moléculas ficam completamente em repouso. 
O zero absoluto tem os seguintes valores: 
0 K na escala Kelvin, -273,15 ºC na escala Celsius
A água congela a 0 ºC e foi adotada como referencia.
Utiliza-se assim um sistema de medição relativo. 
Exemplo: 100 ºC corresponde a 
TEMPERATURA
A água congela a 0 ºC e ferve a 100 ºC ao nível do mar e foi adotada como referencia.
Adotou-se assim um sistema de medição em ºC relativo às temperaturas da água. 
TEMPERATURA
CONTROLE DE TEMPERATURA
CONTROLE DE TEMPERATURA
CONTROLADOR DE TEMPERATURA
Permite vários tipos de ajuste (ligar, desligar, rampa, temporização, etc).
Utiliza-se sensores diferentes para diferentes faixas de temperatura.
O aparelho deve ser calibrado conforme o tipo de sensor.
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PRESSÃO
AS MOLECULAS EXERCEM FORÇA NA SUPERFÍCIE QUE AS CONTÉM. DIVIDINDO A FORÇA PELA ÁREA OBTÉM-SE O VALOR DA PRESSÃO
PRESSÃO = FORÇA / ÁREA 
		TIPOS DE PRESSÃO
Pressão absoluta
É a pressão interna do equipamento. 
Pressão relativa
Sendo a pressão do gas, vapor ou líquido exercida de dentro para fora ela deve vencer a pressão do ar (atmosférica).
A diferença entre as duas é a pressão relativa
É a que se utiliza em caldeiras, vasos de pressão e tubulações
MÉTODOS DE MEDIÇÃO DE PRESSÃO
MANÔMETRO TIPO BOURDON 
A entrada do gas, vapor ou líquido é ligada a um tubo recurvado, fechado em uma extremidade e aberto em outra, que faz comunicação com a entrada de pressão. 
Aplicando-se pressão na entrada, o tubo tende a endireitar-se, articulando-se as alavancas com a engrenagem, transmitindo movimento para o indicador e registrando a pressão sobre a escala.
MÉTODOS DE MEDIR A PRESSÃO
Com tubo e formato de U
UNIDADES DE PRESSÃO
O sistema atual de unidade de pressão é o Pascal, simbolo Pa, mas mutas instalações possuem manometros com indicação em kg/cm2.
O Pascal é uma unidade muito pequena sendo utilizado seus multiplos:
KPa = kilo Pascal = 1.000 Pascal
MPa = Mega Pascal = 1.000.000 Pascal
Para converter KPa para kg/cm2 dividir por 98,07
(Para efeitos práticos, dividir por 100)
Para converter kg/cm2 para KPa multiplicar por 98,07
(Para efeitos práticos multiplicar por 100)
Outras unidades:
Bar = 100 KPa
Atmosfera (atm) : para efeitos práticos = 1 kg/cm2 = 760 mHg
1 kg/cm2 para efeitos práticos = 735 mm de mercúrio = 735 mmHg
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CONTROLE DE PRESSÃO
PRESSOSTATO
Devem proporcionar controle absoluto e segurança para os processos, alta repetibilidade e desempenho confiável.
São equipados com controles e limitadores eletromecânicos que controlam a pressão dentro de uma faixa de pressão determinada.
PMTP ou PMTA
Pressão Máxima de Trabalho Permitida (PMTP) ou Pressão Máxima de Trabalho Admissível (PMTA) é o maior valor de pressão compatível com o código de projeto, a resistência dos materiais utilizados, as dimensões do equipamento e seus parâmetros operacionais.
SEGURANÇA CONTRA EXCESSO DE PRESSÃO
Válvulas de Segurança
Se o pressostato falhar, a pressão no interior da caldeira ultrapassa a PMTA e ela explode.
Para evitar a explosão, são instaladas válvulas de segurança que se abrem quando a pressão ultrapassa a PMTA.
NÃO SE DESTINA A CONTROLAR A PRESSÃO 
SERVE APENAS PARA ALIVIAR A PRESSÃO SE FALHAREM OUTROS DISPOSITIVOS
TABELA DE PRESSÃO,TEMPERATURA E CALOR LATENTE
CÁLCULOS COM BASE NO CALOR LATENTE
Poder calorífico do Gas Natural: 9.400 kcal/m3
Rendimento da combustão (n) cerca de 90%, isto é, n=0,9
Consumo de Gas Natural = Calor total / (9.400 x 0,9) = Calor total / 8.460 
Exemplo do CHM: Calor total máximo 600 kg/h de vapor x 494 kcal/kg = 296.400 kcal/h
Consumo máximo de GN = 296400 / 8.460 = 35 m3/h
Fator de uso: 60% 
Consumo médio estimado: 36,9 x 0,6 = 21 m3/h
Unidade de calor: kcal (kilocaloria)
FLUXOGRAMA DE GERAÇÃO E USO DO VAPOR NO CHM
 PROPRIEDADES DA ÁGUA A 6 kg/cm2
ESTADOTIPO DO CALOR
CALOR 
ESPECÍFICO
QUANTIDADE DE CALOR kcal/kg
LIQUIDOSENSÍVEL1 kcal/kgMASSA x DIF DE TEMPERATURA
VAPORLATENTE494 kcal/kgMASSA X 494

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