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PROJETO CONCEITUAL DE UMA REDE DE DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA DE CALDEIRA

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FENÔMENOS DE TRANSPORTES I
FILIPE LACERDA AMORIM
JOYCE SILVA MIRANDA
LUMA LUYSE DE FREITAS CÉZAR
 
 PROJETO CONCEITUAL DE UMA REDE DE DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA DE CALDEIRA
Salvador
2017
FENÔMENOS DE TRANPORTES I
ESTUDO DA TERMOQUÍMICA
Trabalho apresentado junto ao curso de Engenharia Civil da Universidade Salvador - UNIFACS, no 6º semestre para avaliação parcial referente a disciplina Fenômenos de Transportes I, ministrada pelo professor José Antônio Cunha. 
Salvador
2017
SUMÁRIO
INTRODUÇÃO______________________________________________04
OBJETIVOS________________________________________________04
EXECUÇÃO DO PROJETO ___________________________________04
FLUXOGRAMA DO PROJETO ________________________________05
RESULTADOS______________________________________________05
MEMORIAL DE CÁLCULO____________________________________06
CONCLUSÃO_____________________________________________18
I. INTRODUÇÃO
 As caldeiras são empregadas na produção de vapor d’água ou aquecimento de fluidos térmicos, em termos práticos, a maior parte do vapor utilizado nos processos é gerada em caldeiras, e uma pequena parte é gerada em refervedores, com o aproveitamento de calor residual em alguns processos. A energia para a vaporização pode ser obtida através da queima de um combustível sólido, líquido ou gasoso, ou por conversão de energia elétrica.
II. OBJETIVOS
Objetivo Geral:
 Aprender mais a fundo sobre o funcionamento das caldeiras em combinação com todo o conhecimento do professor transmitido em sala e aula com a finalidade de realizar projetos propostos pela engenharia.
Objetivos Específicos:
 Ao fim da elaboração do trabalho possuir a capacidade de fazer projetos sobre uma rede de distribuição de água de caldeira, averiguando os períodos que fazem com que essa rede funcione corretamente e que possuam resultados coerentes.
III. EXECUÇÃO DO PROJETO
 Todas etapas de execução do projeto foram realizadas pelo Aspen V8.8 Plus.
IV. FLUXOGRAMA DO PROJETO
V. RESULTADOS
 DIÂMETRO COMERCIAL DE CADA TUBULAÇÃO
 
	TUBULAÇÃO
	DIÂMETRO COMERCIAL (in)
	Linha 1
	5
	Linha 2
	11/2
	Linha 3
	5
	Linha 4
	2
	Linha 5
	31/2
	Linha 6
	2
	Linha 7
	3
MEMORAL DE CÁLCULO:
Fórmulas utilizadas: “Crane 3-2”
	
H2O à 147°C = 420K → ; µ = 0,2cP
Dados: µ = 0,2cP ; P ≃ 919,6kg/m3 ; ѵ = 1/ρ = 1,087 x 10-3 m3/kg.
	TUBULAÇÃO
	DIÂMETRO ESTIMADO (mm)
	Linha 1
	79,22 – 109,68
	Linha 2
	28,93 – 40,05
	Linha 3
	73,75 – 102,11
	Linha 4
	40,91 – 56,64
	Linha 5
	61,37 – 84,97
	Linha 6
	35,43 – 49,05
	Linha 7
	50,11 – 69,37
LINHA 1:
1º) Para estimar o diâmetro a partir da velocidade recomentada de 2,4 a 4,6m/s.	
 
Com 4,6m/s 
 Com 2,4m/s 
L1 – 77,9mm
 90,1mm
 102,3mm
 128,2mm → Atende ao critério de pressão mínima (19,5kgf/cm2g)
 d = 128,2mm (5in) Sch40
LTOTAL = LRETO + LACIDENTE = 150 + 24 = 174m
LRETO = 150m
LACIDENTE = 1 x 8 x 0,1282 + 4 x 30 x 0,1282 + 1 x 60 x 0,1282 = 24m
LINHA 2:
1º) Para estimar o diâmetro a partir da velocidade recomentada de 2,4 a 4,6m/s.	
 
Com 4,6m/s 
 Com 2,4m/s 
L2 – 35,1mm
 40,9mm → Atende ao critério de pressão mínima (19,5kgf/cm2g)
 d = 40,9mm (11/2in) Sch40
LTOTAL = LRETO + LACIDENTE = 50 + 8,92 = 58,92m
LRETO = 50m
LACIDENTE = 1 x 8 x 0,0409 + 5 x 30 x 0,0409 + 1 x 60 x 0,0409 = 8,92m
LINHA 3:
1º) Para estimar o diâmetro a partir da velocidade recomentada de 2,4 a 4,6m/s.	
 
Com 4,6m/s 
 Com 2,4m/s 
L3 – 77,9mm
 90,1mm
 102,3mm
 128,2mm → Atende ao critério de pressão mínima (19,5kgf/cm2g)
 d = 128,2mm (5in) Sch40
LTOTAL = LRETO + LACIDENTE = 180 + 15,38 = 195,38m
LRETO = 180m
LACIDENTE = 0 x 8 x 0,1282 + 2 x 30 x 0,1282 + 1 x 60 x 0,1282 = 15,38m
LINHA 4:
1º) Para estimar o diâmetro a partir da velocidade recomentada de 2,4 a 4,6m/s.	
 
Com 4,6m/s 
 Com 2,4m/s 
L4 – 40,9mm
 52,5mm → Atende ao critério de pressão mínima (19,5kgf/cm2g)
 d = 52,5mm (2in) Sch40
LTOTAL = LRETO + LACIDENTE = 30 + 8,29 = 38,29m
LRETO = 30m
LACIDENTE = 1 x 8 x 0,0525 + 3 x 30 x 0,0525 + 1 x 60 x 0,0525 = 8,29m
LINHA 5:
1º) Para estimar o diâmetro a partir da velocidade recomentada de 2,4 a 4,6m/s.	
 
Com 4,6m/s 
 Com 2,4m/s 
L5 – 62,7mm	
 77,9mm
 90,1mm → Atende ao critério de pressão mínima (19,5kgf/cm2g)
 d = 90,1mm (31/2in) Sch40
LTOTAL = LRETO + LACIDENTE = 130 + 13,51 = 143,51m
LRETO = 130m
LACIDENTE = 0 x 8 x 0,0901 + 3 x 30 x 0,0901 + 1 x 60 x 0,0901 = 13,51m
LINHA 6:
1º) Para estimar o diâmetro a partir da velocidade recomentada de 2,4 a 4,6m/s.	
	
 
Com 4,6m/s 
 Com 2,4m/s 
L6 – 40,9mm
 52,5mm → Atende ao critério de pressão mínima (19,5kgf/cm2g)
 d = 52,5mm (2in) Sch40
LTOTAL = LRETO + LACIDENTE = 70 + 9,87 = 79,87m
LRETO = 70m
LACIDENTE = 1 x 8 x 0,0525 + 4 x 30 x 0,0525 + 1 x 60 x 0,0525 = 9,87m
LINHA 7:
1º) Para estimar o diâmetro a partir da velocidade recomentada de 2,4 a 4,6m/s.	
	
 
Com 4,6m/s 
 Com 2,4m/s 
L7 – 52,5mm
 62,7mm
 77,9mm → Atende ao critério de pressão mínima (19,5kgf/cm2g)
 d = 77,9mm (2in) Sch40
LTOTAL = LRETO + LACIDENTE = 140 + 19,31 = 159,31m
LRETO = 140m
LACIDENTE = 1 x 8 x 0,0779 + 6 x 30 x 0,0779 + 1 x 60 x 0,0779 = 19,31m
PRESSÃO OBTIDA EM CASA CONSUMIDOR DE BFW DE KGF/CM2G
	CONSUMIDOR
	PRESSÃO (kgf/cm2g)
	Linha 1
	19,78
	Linha 2
	19,50
	Linha 3
	19,81
	Linha 4
	19,70
	Linha 5
	19,60
	Linha 6
	19,60
	Linha 7
	19,58
VELOCIDADE EM CADA TUBULAÇÃO EM M/S
	TUBULAÇÃO
	VELOCIDADE (m/s)
	Linha 1
	1,76
	Linha 2
	2,30
	Linha 3
	1,52
	Linha 4
	2,80
	Linha 5
	2,13
	Linha 6
	2,10
	Linha 7
	1,90
COMPARAÇÃO COM VELOCIDADE RECOMENDADA
	
TUBULAÇÃO
	VELOCIDADE RECOMENDADA 
(m/s)
	VELOCIDADE
(m/s)
	
ΔV (m/s)
	Linha 1
	2,4
	1,76
	0,64
	Linha 2
	2,4
	2,30
	0,10
	Linha 3
	2,4
	1,52
	0,88
	Linha 4
	2,4
	2,80
	-0,40
	Linha 5
	2,4
	2,13
	0,27
	Linha 6
	2,4
	2,10
	0,30
	Linha 7
	2,4
	1,90
	0,50
CRITÉRIOS DE SELEÇÃO DO DIÂMETRO COMERCIAL
 Os diâmetros internos foram calculados e comparados com os valores de diâmetros comerciais obtidos na tabela para Schedule 40:
 Depois, ao longo dos cálculos do projeto, precisou - se mudar o diâmetro para que a pressão na tubulação seguisse a requerida (maior que 19,5 Kgf/cm2g), desse modo foram necessários alguns aumentos do diâmetro das tubulações para o superior mais próximo de acordo com a tabela até que as pressões nas tubulações alcançassem no mínimo a menor pressão exigida.
VII. CONCLUSÃO
 Ao fazer o trabalho, adquirimos um grande aprendizado. Associamos o conhecimento teórico adquirido em sala de aula com a prática, tivemos oportunidade de aprender a usar o programa Aspen, pesquisamos, realizamos novas descobertas, conseguimos perceber como a matéria é aplicada na profissãodo engenheiro e o quão importante é ter noção sobre o funcionamento das caldeiras para possuir a capacidade desenvolver projetos sobre uma rede de distribuição de água de caldeira e fazer com que essa rede funcione corretamente e tenha resultados coerentes.

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