Vaporizacao recipientes estudo sindigas

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Antes de responder aos questionamentos apresentados é importante esclarecer alguns aspectos técnicos a respeito da capacidade de vaporização de recipientes de Gás LP e o dimensionamento das instalações.
O produto Gás LP
O Gás Liqüefeito de Petróleo, conhecido como GLP, Gás LP ou gás de cozinha, é formado de compostos orgânicos, chamados hidrocarbonetos, constituídos de Carbono e Hidrogênio com 3 a 4 átomos de carbono, propano e butano, respectivamente.
É um Gás porque nas Condições Normais de Temperatura e Pressão – CNTP, ou seja, à temperatura de 0ºC e pressão de 1 bar, está no estado Gasoso, dentro dos recipientes, sob pressão moderada, está no estado liquefeito devido ser um fluido com ponto de ebulição baixo.
O Gás LP tem ponto de ebulição de -42ºC a -0,5ºC. Caso a temperatura ambiente seja abaixo deste ponto, o Gás LP estaria na sua fase líquida, sem emitir vapores.
O Gás LP é armazenado em recipientes de aço carbono. Dentro do recipiente o Gás LP está em duas fases, gasoso e liquefeito.
Quando o Gás LP é consumido, a pressão é reduzida na fase gasosa, o que faz com que a fase liquefeita volte a entrar em ebulição para recompor a fase gasosa que saiu do recipiente para ser consumido. Durante o seu uso, o Gás LP constantemente muda de fase, entrando em ebulição dentro do botijão até que seja consumido por completo. A ebulição é um fenômeno que absorve o calor do ambiente, ou seja, um fenômeno endotérmico.
Vaporização (vazão) dos recipientes de Gás LP
A vaporização de gás LP tem quatro variáveis importantes: a temperatura ambiente do gás LP, o tamanho do recipiente, nível do líquido e a composição do Gás LP.
O Gás LP está em sua fase liquefeita dentro do recipiente, a transformação para a fase vaporizada se dá através da troca de calor com o ambiente externo, tal qual a água que necessita do calor de um queimador para mudar de fase. No caso da água, quanto mais energia aplicada no queimador do fogão mais rápido ela ferve.
Da mesma forma o recipiente de gás LP quando armazenado em local cuja temperatura ambiente seja alta, maior será a taxa de vaporização e maior a pressão de vapor. Isso permite retirar mais vapor do recipiente para utilização de acordo com a demanda dos equipamentos de consumo.
O segundo fator relevante para a capacidade de vaporização dos recipientes é o tamanho do recipiente e o nível do líquido dentro dele.
Continuando com a analogia da água, uma panela com 2 litros vai proporcionar mais vapor do que uma panela com 200ml se o calor aplicado em ambas for o mesmo. 
Da mesma forma com o Gás LP, quanto maior o recipiente, maior será a superfície “molhada”, ou seja, maior a área do recipiente que o Gás LP liquefeito entra em contato com o ambiente externo para troca de calor, proporcionando uma maior taxa de vaporização.Neste mesmo aspecto, o nível de gás no recipiente também influencia na vaporização, uma vez que o nível de gás reduz, também reduz a área de troca de calor (superfície molhada), reduzindo a taxa de vaporização.
O terceiro fator é a composição do gás LP. No Brasil não há uniformidade na composição do gás LP, por isso este também é um fator importante. Quanto mais propano na mistura maior a taxa de vaporização.
M = 10 x 
S x ∆T
 QvEstes três fatores se inter-relacionam através da seguinte fórmula:
Onde:
M – Capacidade de vaporização em kg/h;
S – Superfície do recipiente em contato com o ambiente externo em m2;
∆T – Diferença de temperatura entre o gás LP líquido e a temperatura ambiente, em ºC;
Qv – Calor latente de vaporização do gás, em kcal/kg;
Constante 10 – Taxa de vaporização, em kcal/m2 ºC h.
Utilizando esta fórmula, usando a temperatura ambiente de 35ºC (menor temperatura em Manaus), e uma mistura de 50-50 Butano e propano, chegamos a conclusão de que os seguintes recipientes de gás LP possuem as respectivas vazões quando cheios:
	TIPO
	RECIPIENTE
	VAZÃO APROXIMADA (kg/h)
	TRANSPORTÁVEIS TROCÁVEL
	P13
	0,6
	
	P45
	1,5
	TRANSPORTÁVEIS ABASTECIDOS NO LOCAL
	P125
	2,8
	
	P190
	3,6
	ESTACIONÁRIOS
	T800
	6,5
	
	T1600
	12,9
Dimensionamento das instalações de Gás LP
O dimensionamento adequado de uma instalação de Gás LP começa pela avaliação da demanda de vazão dos equipamentos fornecido pelo fabricante expressa em unidades de massa por tempo (kg/h, por exemplo) ou, na ausência desta informação, buscando literatura ou equipamento similares. Uma vez que a demanda de vazão é conhecida, o projetista deve procurar o(s) recipiente(s) mais adequado atender à demanda.
Caso a inequação abaixo seja verdadeira o dimensionamento estará correto.
Σ cvr ≥ Σ dve 
Onde: 
Σ cvr – somatória da capacidade de vaporização dos recipientes; e
Σ dve – somatória da demanda de vazão dos equipamentos.
Segue abaixo um exemplo de dimensionamento de instalação de gás LP, considerando que os equipamentos serão usados simultaneamente com todos os queimadores ligados.
	EQUIPAMENTO
	DEMANDA DE VAZÃO (kg/h)
	Fogão Industrial 4 bocas com forno
2 Queimadores simples, diâmetro 120mm
2 Queimadores duplo, diâmetro 200mm
1 Queimador do forno 109 litros
	1,633
0,218 x 2 = 0,436
0,435 x 2 = 0,870
0,327 x 1 = 0,327
	Caldeirão convencional 100 litros
	1,200
	Frigideira basculante 100 litros
	2,400
	SOMATÓRIA DA DEMANDA DE VAZÃO
	5,233
O cilindro P45 possui vazão de 1,5kg/h (a temperatura ambiente de 35ºC e mistura 50-50 butano-propano), portanto se forem instalados 4 cilindros simultâneos através de tubulação até os pontos de consumo, calculando as perdas de carga no trajeto, esta instalação seria adequada.
Demonstrando na inequação:
Σ cvr ≥ Σ dve 
1,5 + 1,5 + 1,5 + 1,5 ≥ 1,633 + 1,200 + 2,400
6 ≥ 5,233 ( VERDADEIRO )
Caso o dimensionamento não seja feito adequadamente, a temperatura do gás dentro do recipiente reduz devido ser esta uma reação endotérmica. Quando a tempetura do gás fica abaixo do ponto de ebulição (-42ºC a -0,5ºC), o gás LP se torna líquido e não vaporiza, interrompendo o fluxo de gás para os equipamentos de consumo. Uma vez que este mesmo botijão é colocado em repouso e absorvendo o calor do ambiente, o gás pode voltar a ser consumido normalmente, não se tratando de resíduo e sim de um dimensionamento inapropriado da instalação. No entanto, se este mesmo botijão, depois de colocado em repouso e absorvendo calor do ambiente, for submetido às mesmas condições de demanda anteriormente exigidas, vai voltar a suar e congelar, interrompendo novamente o uso dos equipamentos. Nestes casos a instalação deve ser adequada.
Dito isto, vamos às respostas:
2 - Quanto à comparação entre o desempenho do P13 e P45, os testes foram executados também com botijões P45? Há resíduo de GLP no caso de uso do P45 nestes equipamentos? Entendemos que não é adequada a comparação entre o P13 com resíduo e o P45 sem resíduo, o que afeta diretamente o preço por kg consumido, a menos que todo o conteúdo do botijão de maior capacidade seja efetivamente consumido.
O botijão P13 de uso doméstico é utilizado através da conexão de regulador e mangueira ligados diretamente a um equipamento individual de consumo.
Os cilindros P45, assim como os demais recipientes abastecidos no local através do sistema granel (P125, P190, T800, T1600, etc), possuem válvula de consumo apropriada para interligar com tubulações através de pigtails, que são mangueiras específicas com rosca esquerda e válvulas de retenção, de forma que permite somar a capacidade de vazão dos recipientes com o objetivo de atender a demanda de vazão. Nestas circunstâncias, e com um dimensionamento apropriado da instalação não sobra gás nos recipientes, como demonstrado neste estudo.
Neste caso, a comparação com qualquer outro recipiente é válida, porque somente o P13 e outros recipientes de menor capacidade, são projetados para interligar um botijão a um equipamento de consumo.
3 - É possível a utilização de aquecimento do botijão ou o uso de reguladores de pressão modificados com o intuito de se obter maioraproveitamento do conteúdo remanescente no botijão? Em caso afirmativo, entendemos tratar-se de uma opção de fácil acesso à população.
O aquecimento do botijão é possível, mas perigoso se feito sem controle, não sendo viável a sua utilização face ao risco. Atualmente existem equipamentos que demandam vazão maiores que o P13 supre e o consumidor opta por utilizar recipientes de maior capacidade interligados entre si.
Reguladores de gás são, na verdade, redutores de pressão. Reduzem a pressão original do Gás LP no botijão de 1 a 15 kgf/cm2 para 0,05 kgf/cm2, que é a pressão de operação dos equipamentos de baixa pressão. Como demonstrado no estudo, as variáveis que podem aumentar a vazão (área molhada do recipiente, temperatura ambiente e composição do Gás LP), não podem ser ajustadas através do regulador.