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Faculdade dos guararapes Engenharia mecanica Rafael Cosmo Cavalcante sávio vitor de araujo Termodinamica Torre de refrigeração Jaboatão dos Guararapes 2016 Rafael cosmo cavalcante Sávio vitor de araujo Termodinamica Torre de refrigeração Trabalho apresentado ao Curso de Engenharia Mecanica da Faculdades dos Guararapes, para a disciplina de Termodinamica. Prof. Claudia Miriam da Silva Jaboatão dos Guararapes 2016 Sumario: 1) Introdução ------------------------------------------------------------------------------------- 4 2) Desenvolvimento ---------------------------------------------------------------------------- 5 3) Conclusão -------------------------------------------------------------------------------------- 11 Introdução: O assunto abordado em sala e escolhido pela professora para este trabalho foi Torre de Resfriamento, um equipamento muito utilizado nos meios industriais, sem contar que é um dos equipamentos de mais importancia. Neste presente trabalho iremos pesquisar e aprender um pouco sobre o equipamento, para que serve, quais seus tipos, e materiais na sua commposição, como foi dito, é um material de extrema importancia no meio industrial. Torre de Resfriamento Torre de resfriamento, refrigeração ou arrefecimento, é um equipamento utilizado principalmente como o nome diz, para dissipação de calor de determinando fluido, comumente utilizamos mais a água, para o seu funcionamento, existem vários componentes, equipamentos auxiliares e um fluido bastante simples porem muito importante e essencial que, é o próprio ar atmosférico e desta forma utilizando o Ar que ocorre a troca de calor. As torres variam em tamanho, desde pequenas unidades no topo de telhados a estruturas hiperboloides gigantescas que podem ser de até 200 metros de altura e 100 metros de diâmetro, ou também estruturas retangulares que podem medir mais de 40 metros de altura e 80 metros de comprimento. As aplicações mais comuns incluem o resfriamento da água que circula nas refinarias de petróleo, indústrias químicas, termoplásticas, estações de energia e refrigeração do edifício. Aqui abordaremos com ênfase às indústrias termoplásticas. Tipos de Torres de Resfriamento Uma primeira classificação pode ser feita em função da forma com que a água é distribuída para se obter um bom contato com o ar ascendente. Existem dois métodos básicos: estender a água em finas camadas sobre superfícies ou produzir gotas através do choque da água em sua queda. Uma segunda classificação é a que se baseia no fluxo relativo entre as correntes de água e ar De acordo com esse critério tem-se: -Torres de fluxo em contracorrente; -Torres de fluxo cruzado. A classificação mais difundida e de maior importância na avaliação de torres de resfriamento é aquela baseada na forma de movimentação do ar através da mesma. De acordo com essa classificação têm-se quatro tipos de torres: -Torres atmosféricas; -Torres de tiragem mecânica forçada ou induzida. Torres atmosféricas: Nesse tipo de torre a água cai em fluxo cruzado em relação ao movimento horizontal do ar, produzindo certo efeito de contracorrente devido as correntes de convecção produzidas pela água quente. Torres de Tiragem Mecânica: A utilização de ventiladores para mover o ar através da torre proporciona um controle total da entrada de ar. Podem ser de tiragem mecânica ou Induzida. Torres de tiragem mecânica forçada: São torres nas quais os ventiladores são posicionados na entrada de ar, de tal forma que forçam o ar através do enchimento. Torres de tiragem mecânica induzida: São torres nas quais os ventiladores são posicionados na saída de ar, geralmente na parte superior da torre. Componentes da torre de refrigeração: -A madeira é o material mais tradicional dos sistemas de gotejamento. A vida média, apesar do progresso nos métodos de tratamento, não supera em geral 20 anos de serviço. Sua utilização está em decadência. -Os enchimentos de metal tem sido utilizados em casos especiais em que se deseja uma alta relação entre área de contato e volume. Em condições normais não são competitivos devido ao alto custo. -O fibrocimento é utilizado principalmente nos enchimentos laminares de torres industriais, especialmente as de tiragem natural, apresenta boa resistência e não é atacado por matéria orgânica. Entre seus inconvenientes, podem ser citados seu elevado peso em relação ao volume e sua elevada sensibilidade as águas ácidas e aos íons sulfato. -Os plásticos apresentam um alto tempo de vida e sua utilização tem se estendido cada vez mais. São especialmente apropriados para enchimentos laminares em pequenas torres produzidas em série e para enchimentos mistos. -Defletores de Ar são utilizados em torres de tiragem induzida, para conduzir o ar em direção ao interior de forma eficiente, e para prevenir as perdas de água devido a ação do vento. Também podem ser utilizados para eliminar os problemas de formação de gelo no inverno. -Eliminadores de Gotas a função principal deste componente consiste em reter as pequenas gotas arrastadas pelo ar que abandona a torre. -Ventiladores, existem dois tipos fundamentais de ventiladores: axiais, nos quais o ar mantém a direção do eixo antes e após sua passagem pelo rotor, e centrífugos, nos quais o ar é descarregado na direção normal a direção de entrada. -Bombas, os sistemas de bombeamento para recirculação de água na torre consomem uma fração importante da potência requerida para o sistema de resfriamento. Quase sempre são empregadas bombas centrífugas, de um ou vários estágios, dependendo da vazão e altura manométrica requeridas. -Motores, os motores elétricos utilizados para acionar os ventiladores das torres de tiragem mecânica devem operar em condições adversas, já que se encontram expostos as condições do tempo, a atmosferas contaminadas e a alta umidade, consequência do funcionamento da torre. A colocação do motor fora da chaminé da torre evita que o ar de resfriamento da carcaça tenha quantidade elevada de umidade, além de facilitar a manutenção. Como falamos acima, iremos falar sobre a aplicação delas nas indústrias termoplásticas e escolhemos uma empresa do grupo Betanin chama Sandene localizada em Jaboatão dos Guararapes e que é referência em criação de produtos para utilidades domésticas. Fotos reais de sua torre de refrigeração. A indústria é constituída por máquinas injetoras operada por técnicos qualificados e bem treinados. Pelo falo de seu maquinário ser de máquinas injetoras, a uma indispensável necessidade de um sistema de refrigeração muito eficiente. Máquina injetora. A principal matéria prima são os polímeros, onde primeiramente é colocado na máquina abastecendo-a, depois passado pela rosca plastificadora aquecida por resistências chegando ao seu estado líquido e só assim injetado em um molde diferente para cada produto, e é justamente nessa parte que entra a fundamental importância do sistema de resfriamento, polímeros com temperatura de até 310 graus é injetado pela máquina para dentro do molde, onde é prensado, conformado e posteriormente extraído. A água serve para resfriar este molde para que a peça saia com seu estado físico sólido. E para conseguirmos isso utilizamos a torre de resfriamento juntamente com uma UMAG( unidade móvel de água gelada). Equipamento parecido com um refrigerador, com os mesmos equipamentos e mesma função, baixar a temperatura, e neste caso, óbvio, da água. É a responsável por fazer a água circular no interior do molde. Água fria entra, sai água com temperatura um pouco mais elevada, ela joga para a torre e a torre manda de volta. Conclusão: Poderíamos dizercom até uma certa certeza que uma torre de refrigeração pode chegar a ser o coração de uma empresa, no caso da que falamos, é impossível a criação de produtos finais sem o uso da refrigeração, pois os utensílios de utilidade doméstica saem com defeitos, e assim não passam pela vistoria da qualidade e não poderiam chegar aos estabelecimentos para efetuarmos nossas compras. Levando em consideração isto, entra nosso trabalho, nossa formação. Criação, execução e manutenção de dispositivos com aplicações em todas as áreas e para todos os fins, é uma pequena parte do que nos engenheiros mecânicos chegaremos a fazer.