lista exercícios 2014 EQI para CP

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O que são acessórios de tubulações? Dê exemplos de aplicações.
R: Acessórios para tubulações são componentes utilizados em sistemas de tubulações e encanamentos para conectar-se diretamente tubos ou partes de tubulação, para se adaptar os diferentes tamanhos ou formas, e regular fluxos de fluido, por exemplo. Estas peças, especialmente de tipos incomuns, podem ser caras, e requerem tempo, materiais e ferramentas para serem instaladas, assim que são uma parte não trivial de sistemas de canalização e encanamento. Válvulas são tecnicamente acessórios, mas geralmente são discutidos separadamente.
São exemplos de acessórios de tubulação as curvas, os joelhos ou cotovelos, os tês, as peças em "Y", as cruzetas, as selas (saddles), os colares, os anéis de reforço, as reduções, as luvas (coupling), as uniões, as flanges, os niples e as virolas
Exemplifique 2 materiais de fabricação de tubos, um metálico e um não metálico. Descreva as suas características de operação: temperatura máxima e mínima, pressão e resistência à corrosão.
R: Entre os materiais mais comuns no fabrico de tubulações estão o PVC (policloreto de vinila) e o aço carbono. O PVC é altamente resistente a corrosão eletroquímica, e tem temperatura nominal de trabalho entre 20° e 170° C. Tem uma faixa ampla de pressão.Os aços carbono são ligas metálicas de ferro e carbono, possuindo uma quantidade entre 0,05 e 2,0%, em peso, de carbono, contudo, na prática, a quantidade de carbono nunca supera o valor de 1,5%, sendo que nos equipamentos de processos a quantidade máxima de carbono é de 0,35%. Alem de ferro e carbono, esses aços podem conter pequenas quantidades de: manganês, enxofre, fósforo, alumínio e silício. De acordo com a norma NBR 6215 pode possuir elementos de liga em teores residuais máximos de Cr =0,20%, Ni =0,25%, Al 0,10%, B = 0,0030%, Cu = 0,35%. A resistência mecânica do aço carbono vai de 32 a 66kg/mm2, seu limite de escoamento está entre 17 a 28kg/mm2 e seu alongamento é de 18 a 35%.
 
Dê um exemplo de aplicação industrial de tubos em função da sua classificação. 
R: As tubulações são classificadas como tubulações dentro de instalações industriais e tubulações fora de instalações industriais. Uma aplicação em função da sua classificação, por exemplo, é o emprego de tubulações usadas para drenagem (tubulação de transporte).
Comente as características dos tipos de ligações entre tubos apontando as vantagens e desvantagens de cada uma.
R: As ligações entre tubulações são extremamente importantes uma vez que sem tais não seria possível a existência de sistemas de tubulação como os atuais. Os três tipos mais importantes são 1) por flange fáceis de desmontar e tem maior aplicação em junções com válvulas e outros acessórios, 2) por solda que apresenta estanqueidade, resistência mecânica e fácil aplicação de isolamentos térmicos porém necessitam de mão de obra especializada, 3) por rosca que apresentam fácil instalação mas só podem ser usadas em tubulações de até 2 polegadas.
Quais as diferenças entre acionamento de válvulas motorizado e acionamento automático? Dê 2 exemplos.
R: As válvulas com acionamento motorizado são acionadas por uma força motriz externa. Podem ser pneumáticas, hidráulicas ou elétricas (ex: válvula diafragma). As válvulas automáticas dispensam ação externa, pois o próprio fluido movimenta o sistema (ex: válvula de retenção).
Como são classificadas as válvulas de retenção e válvula de agulha, quanto à passagem do fluído?
R: As válvulas tipo agulha são classificadas como lineares pois a secção do orifício é modificada por meio de um movimento retilíneo da haste de comando , enquanto as de retenção só permitem a passagem do fluido em um único sentido.
Que válvulas você recomendaria para bloqueio de um fluído que contém partículas em suspensão? Justifique.
R: Válvula de esfera, válvula de diafragma e válvulas de macho. Essas válvulas são melhores para fluidos que tendem a deixar depósitos sólidos. A superfície interna lisa da válvula dificulta a formação desses depósitos.
Descreva a operação de uma válvula de segurança. Quando é indicada a utilização de discos de ruptura?
R: As válvulas de segurança controlam a pressão a montante abrindo-se automaticamente quando essa pressão ultrapassar um valor determinado para o qual a válvula foi ajustada (pressão de abertura), também se fecha automaticamente quando a pressão cai abaixo da pressão de abertura. São utilizadas para vapores ou gases com o objetivo de ter um dispositivo capaz de aliviar a pressão de forma automática e instantânea. Discos de ruptura são indicados quando o fluido é corrosivo ou incrustante a fim de proteger a válvula de incrustações e corrosão.
Quais os fatores que devem ser considerados na escolha do tipo de válvula mais adequado para operar com um fluído? Justifique cada um.
R: Alguns fatores importantes são: a) a viscosidade do fluído uma vez que válvulas mais robustas precisaram ser usadas, b) a presença de suspensão ou sólidos no fluído que necessitam de válvulas com engate liso, c) o estado físico do fluido e sua temperatura que podem causar problemas de vazamento caso a válvula utilizada seja de tipo inadequado.
Qual a função da raquete, flange cego e figura oito?
R: As peças “figura 8”, as raquetes e as válvulas de flange cego, são acessórios que se instalam em uma tubulação, quando se deseja um bloqueio rigoroso e absoluto na tubulação. Esses acessórios são empregados também, algumas vezes, em lugar das válvulas, por motivo de economia ou em locais onde o bloqueio da tubulação só seja preciso fazer esporadicamente.
Uma indústria de fabricação de um produto corrosivo parou as suas atividades temporariamente para manutenção. Várias intervenções foram programadas inclusive a troca de duas válvulas em uma linha de circulação de um produto corrosivo que contém sólidos suspensos. Que cuidados devem ser tomados na troca das válvulas? Considere os aspectos de segurança, proteção ambiental e tipos de acessórios utilizados. Que tipo(s) de válvula(s) é(são) indicado(s) para a substituição?
R: Fechar a circulação do fluido, purgar e neutralizar a tubulação; certificar que os procedimentos anteriores foram realizados e realizar raqueteamento ou inversão da “figura 8”, bloquear as válvulas que abrem a circulação do fluido para esta tubulação. Na escolha da válvula deve ser levado em consideração o fluido, para que a válvula seja feita de um material que seja corroído pelo fluido. Após isso se deve verificar o objetivo da válvula se ela deve bloquear a passagem de um fluido ou controlá-la. As válvulas de bloqueio indicadas são as válvulas de esfera, válvulas de diafragma e válvulas de macho.
Em inúmeras aplicações industriais a faixa necessária de variação de descargas e a altura manométrica pode ser excessivamente grande para ser obtida com apenas uma única bomba capaz de operar com variações de velocidades. Nesse caso recorre-se então a associação de 2 ou mais bombas em série ou em paralelo ou, ainda, as associações série/paralelo. A figura abaixo ilustra uma instalação de bombeamento co 2 bombas centrífugas iguais. 
A manipulação das válvula I, II e III permite uma grande flexibilidade operacional dessas bombas. Considere que as demais válvulas da instalação estejam permanentemente abertas. A partir dessas informações e, considerando as perdas de cargas do sistema, comente os itens a seguir a respeito da instalação da figura acima:
Para se dobrar a altura manométrica de bombeamento da instalação deve-se ligar as 2 bombas em paralelo o que consiste em fechar a válvula I, abrir a válvula II e fechar a válvula III; 
Para se dobrar a vazão de bombeamento da instalação deve-se abrir a válvula I, fechar a válvula II e abrir a válvula III pois esta configuração permitirá obter uma vazão resultante que será a soma das vazões das bombas.
R: I) De fato a altura manométrica iria aumentar, porém as válvulas não estariam em paralelo, pois da formaque a operação foi realizada, as bombas seriam colocadas em série. 
 II) A operação neste caso está correta, pois a associação de bombas em paralelo é utilizada para o aumento da vazão de um fluído no sistema. 
De que lado deve circular os fluidos sujos e com altas pressões, em trocadores de casco e tubos?
R: Os líquidos sujos, corrosivos e com alta pressão devem passar pelo lado de dentro dos tubos dos trocadores de calor.
Qual a classificação das bombas?
R: As bombas se classificam em dinâmicas ou turbobombas e volumétricas ou de descolamento positivo. As bombas dinâmicas se subdividem em: radiais (centrífugas) que podem ser de aspiração simples ou dupla, ou podem ser de rotor aberto, semi-aberto ou fechado; e as axiais e mistas que se subdividem em rotor aberto ou fechado, e de pás fixas ou variáveis. Já as bombas volumétricas se dividem em: alternativas que podem ser de pistão e diafragma; e as rotativas que se subdividem em palhetas, lóbulos, engrenagem, parafuso.
Quais os tipos de rotores das bombas centrífugas e suas utilizações em função do fluído circulante?
R: Os tipos de rotores podem ser: radiais, axiais ou semi-axiais. 
Radiais ou Puras: Quando a direção do fluido bombeado é perpendicular ao eixo de rotação;
Fluxo Axial:Quando a direção do fluido bombeado é paralela em relação ao eixo de rotação;
Fluxo misto ou Semi-Axial:Quando a direção do fluido bombeado é inclinada em relação ao eixo de rotação.
O tipo de rotor será definido a partir do fluído utilizado no processo, portando os rotores radiais são empregados para fluídos com elevada suspensão. O tipo fluxo axial é utilizado para fluídos com baixa suspensão. O tipo fluxo misto é empregado para fluídos limpos. 
Descreva a cavitação.
R: A cavitação consiste n aparecimento e colapso de “bolhas” no fluído, na sua grande parte em líquidos. Na entrada da bomba ocorre uma súbita queda de pressão que faz co que parte do líquido evapore, formando-se bolhas. Estas bolhas são levadas até o centro da bomba onde há um aumento brusco de pressão que faz com que estas bolhas colapsem, e implodam causando erosão nas hélices da bomba.
O que são bombas de múltiplos estágios e onde são aplicadas?
R: Bombas de múltiplo estágio: são bombas dotadas de dois ou mais rotores internos, localizados um deles no corpo e os demais em seu(s) estágio(s), sendo que, cada estágio comporta um único rotor É o resultado da associação de rotores em série dentro da carcaça. Essa associação permite a elevação do líquido a grandes alturas (> 100 m), sendo o rotor radial o indicado para esta associação. 
Quais as finalidades de associação de bombas em série e em paralelo?
R: A associação de bombas em série é utilizada para aumentar a pressão do sistema. A associação em paralelo é utilizada para aumentar a vazão do sistema. Também tem a vantagem de manter o fornecimento do fluído, porém reduzido, se uma das bombas falharem.
Qual a função da escorvada?
R: Eliminação do ar existente no interior da bomba e da tubulação de sucção. Esta operação consiste em preencher com o fluído a ser bombeado todo o interior da bomba e da tubulação de sucção, antes do acionamento da mesma. Esta operação é preventiva ao fenômeno da cavitação.
Qual a função dos passes em trocadores de calor?
R: Melhorar a eficiência do trocador de calor, por manter os fluídos em contado por mais tempo. Com o aumento de passes pode-se reduzir a perda de calor no sistema, melhorando sua eficiência e reduzindo a quantidade de calor perdido.
Qual a função das chicanas em trocadores de calor?
R: Melhorar a troca térmica e proporcionar rigidez ao posicionamento dos tubos. As chicanas que guiam o fluido por ziguezague, o que aumenta a área de contato e proporciona maior rigidez porque une os tubos do trocador.
Em que circunstâncias são indicados trocadores de tubos em U?
R: Quando houver troca térmica de fluídos isentos de sujeira, uma vez que o formato dos tubos dificulta a sua limpeza. 
Quais as funções do espelho flutuante?
R: Permite o movimento entre casco e tubo quando há expansão térmica diferencial e também possibilita realizar a remoção do feixe de tubos para inspeção, limpeza ou troca de tubos.
Descreva a operação dos trocadores de placas.
R: Este tipo de trocador de calor utiliza placas de metal para transferir de calor entre dois fluidos, expondo os mesmos a uma maior superfície de contato, já que estarão espalhados sobre as placas. O principio de funcionamento é o seguinte: os meios, na troca de calor, são levados dentro do pacote de placas, através de canais de comunicação, formados pelos furos nos cantos das placas, e são admitidos dentro das passagens, entre as placas, por meio de certo arranjo de gaxetas. Um dos meios é direcionado dentro de cada segunda passagem, enquanto que o outro é direcionado dentro da passagem do meio. Os dois meios no podem ser misturados e estão separados por uma placa fina, através da qual o calor È transferido. A corrugação das placas provê uma passagem adequada entre elas, suportando cada placa contra a adjacente, e a forte turbulência obtida resulta na máxima eficiência de troca de calor.
Quais as formas de limpeza de trocadores de calor cascos-tubo?
R: Para limpeza de trocadores de calor casco tubo utiliza-se um hidrojato, que é um jato de água com pressão muito elevada.
Referências:
-Manual Técnico de Caldeiras e Vasos de Pressão. NR-13.
- Ghizze, Antonio. Manual de trocadores de calor, vasos e tanques. Ed. Ibrasa Rio de Janeiro, 2010.
Instituto Federal de Educação da Bahia - IFBA
Professora: Cristiane Maia
Aluno: Valtene Matos Junior, nº 26, 
Turma 8843
Lista de Exercícios 
2014