Caldeiras: História, Funcionamento e Riscos

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Caldeiras
Outubro/2009
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Caldeiras
Recipiente metálico com a principal função de gerar vapor através do aquecimento da água.
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História
O precursor das caldeiras foi Heron de Alexandria, no século II A.C..
- O aparelho vaporizava água e movimentava uma esfera em torno do seu eixo.
As caldeiras foram desenvolvidas nos Estados Unidos, no inicio do século XIX.
-O emprego do vapor acentuou-se após a 1ª Guerra Mundial.
Tornou-se a base para a revolução dos transportes(movimentar locomotivas, barcos fluviais, navios).
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Princípios termodinâmicos
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Porque utilizar vapor d’água
Substancia mais abundante da Terra.
Possui grande conteúdo energético.
Pouco corrosivo.
Não e tóxico.
Não e inflamável.
Não e explosivo.
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O uso do vapor
O vapor é empregado para o aquecimento e para a produção de trabalho mecânico.
Para aquecimento, o vapor pode ser usado direta ou indiretamente.
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Uso direto
O vapor entra em contato direto com o material a ser aquecido.
Exemplos: lavagem de garrafas, aquecimento de água e outros líquidos, esterilização etc.
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Uso indireto
O vapor não entra em contato com o material a ser aquecido.
São empregados em processos: necessitam de grande quantidade de calor e que devem ser livres de contaminação.
Exemplos: radiadores, autoclaves.
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Aplicações da caldeira
Industria alimentar: padarias industriais, bebidas, produtos derivados do leite.
Industria química: reatores e armazenamento.
Farmacêuticas: fabricação de medicamentos.
Petrolífera: armazenamento e distribuição de óleos pesados.
Cimenteira.
Hospitais, hotéis, lavanderias, cozinhas.
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Riscos operacionais
Explosões.
Incêndios.
Choques elétricos.
Intoxicações.
Ferimentos diversos.
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Classificação das caldeiras
Aquatubulares
Flamotubulares
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Aquatubulares
Circulação externa dos gases de combustão e os tubos conduzem massa de água e vapor.
A produção de vapor é maior que a das flamotubulares.
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 Tipos de Caldeiras aquatubulares
Caldeiras aquatubulares de tubos retos;
Caldeiras aquatubulares de tubos curvos;
De circulação positiva;
Compactas.
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Tubos retos
Consistem de um feixe tubular de transmissão de calor, com uma série de tubos retos e paralelos, interligados a uma câmara coletora.
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Vantagens:
Facilidade de substituição dos tubos;
Facilidade de inspeção e limpeza;
Não necessitam de chaminés elevadas.
Desvantagens:
Necessidade de dupla tampa para cada tubo;
Baixa taxa de vaporização específica;
Rigoroso processo de aquecimento(grande quantidade de material refratário).
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Tubos curvos
Não apresentam limites de capacidade de produção de vapor.
Número e diâmetro dos tubos reduzidos;
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Vantagens
Redução do tamanho da caldeira;
Queda da temperatura de combustão;
Vaporização específica maior, variando na faixa de 30 kg de vapor/m² a 50 kg de vapor/m² para as caldeiras com tiragem forçada;
Fácil manutenção e limpeza e inspeção nos componentes;
Rápida entrada em regime;
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Flamotubulares
Também conhecidos como fumotubulares e fogotubulares.
Circulação interna dos gases de combustão.
Operam em pressões limitadas.
Elas operam com combustíveis líquidos ou gasosos.
O queimador é instalado na parte frontal da fornalha.
Na parte frontal predomina a troca de calor por radiação luminosa; nas partes posteriores da caldeira a troca de calor se processa por radiação gasosa e convecção.
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Vantagens
Atendem aos aumentos instantâneos na demanda de vapor.
Construção fácil e de custo relativamente baixo.
Não exigem tratamento de água muito apurado.
Exigem pouca alvenaria real.
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Desvantagens
Pressão limitada: até 15 atmosferas.
Pequena vaporização (kg de vapor /hora).
Ocupam muito espaço em relação à área do equipamento.
Oferecem dificuldades para a instalação de superaquecedor.
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OBRIGADO!
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