LISTA DE EXERCÍCIOS 2_respondida
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DisciplinaGeração de Vapor18 materiais154 seguidores
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LISTA DE EXERCÍCIOS
Para a solução de todas as questões abaixo, se deve utilizar o livro Geração e Distribuição de vapor da Petrobrás. Capítulos 8, 9 e 10.
	Cap. 9
O que é o condensado? Onde e como ele se forma?
Dá-se o nome de condensado a toda fase líquida forma ou carregada nas tubulações e equipamentos de um sistema de geração e distribuição de vapor. O condensado se forma nas tubulações de vapor e equipamentos que consomem vapor por vários motivos. Em tubulações de vapor úmido, o condensado se forma pela precipitação da própria umidade, e em tubulações de vapor saturado aparece em consequência das perdas de calor por irradiação ao longo da linha. Também pode aparecer em consequência do arraste de água, proviniente da caldeira. Sua formação ocorre em maior escala no momento da entrada em operação, quando todo os sistema está frio (\u201cwarm-up\u201d) ou quando o sistema é tirado de operação e o vapor condesa aos poucos no interior dos tubos.
O condesado forma-se também em todos os aparelhos onde o vapor é usado como meio de aquecimento (serpentinas, refervedores, aquecedores a vapor, autoclaves, estufas, etc.), como consequência do consumo da energia contida nele pelo processo.
Cite três problemas ocasionados pelo condensado.
A entrada ou permanência do condensado nos aparelho de aquecimento diminui grandemente sua eficiência;
Pode provocar vibrações e \u201cgolpe de ariete\u201d nas tubulações quando emperrado pelo vapor em alta velocidade (esses golpes ocorrem principalemente nas mudanças de direção, extremos e acidentes da tubulação);
Pode causar erosão rápidas das palhetas das turbinas, que seria causado pela impacto das gotas de condensado, que por ventura fossem carregadas para pelo vapor para dentro da turbina;
Pode causar corrosão ao absorver o CO2 e mistura-se com o ar presente nos ambiente por onde passa, formando o ácido carbônico, de alta ação corrosiva;
A mistura com o ar e gases ambiente também provoca queda de sua temperatura e eventual resfriamento do vapor;
Sua simples presença nas tubulações de vapor pode prejudicar o fornecimento de vapor na vazão necessária aos consumidores, porque provoca a redução da seção transversal útil de escoamento do vapor, ao cumular-se no fundo.
O que são purgadores? E quais são os dois casos típicos que eles podem ser empregados?
Purgadores são dispositivos automáticos que separam e eliminam o condensado formado nas tubulações de vapor e nos aparelhos de aquecimento, teoricamente, sem deixar escapar o vapor.
Para eliminação do condensado formado nas tubulações de vapor em geral (drenagem de tubulações de vapor);
Para reter o vapor nos aparelhos de aquecimento a vapor (serpentinas, aquecedores a vapor, autoclaves, estufas);
No caso de drenagem de condensado, quais os pontos obrigatórios de instalação de purgadores?
Todos os pontos de baixa e de aumento de elevação (colocados, nesses casos, na elevação mais baixa). Denomina-se ponto baixo qualquer trecho de tubulação, independente de seu comprimento, em elevação inferior aos trechos adjacentes;
Nos trechos de tubulação em nível deve ser colocado um purgador a cada 100 a 250m. Quanto mais baixa for a pressão do vapor mais numerosos deverão ser os purgadores;
Todos os pontos extremos (no sentido do fluxo) fechados com tampões, flanges cego, bujões, etc;
Imediatamente antes de todas as válvulas de bloqueio, válvulas de retenção, válvulas de controle e válvulas redutoras de pressão. Os purgadores destinam-se nesse caso a eliminar o condensado que se forma quando a válvula estiver fechada;
Próximo a entrada de qualquer máquina a vapor, para evitar a penetração de condensado na máquina.
Cite as três categorias de purgadores, descrevendo seus princípios de funcionamento. Dê um exemplo de cada.
Purgadores Mecânicos: funcionando pela diferença de densidade que existe entre o vapor e o condensado. Ex.: Purgadores de bóia;
Purgadores Termostáticos: Agem por diferença de temperaturas. Ex.: Purgadores de expansão metálica;
Purgadores especiais: apresentam variadas formas de funcionamento. Ex.: purgadores de impulso. 
Na seleção de um purgador, para ser instalado na linha de distribuição, é necessário mensurar a quantidade de condensado a ser eliminado. Desta forma, quais são as três parcelas que devemos considerar para o cálculo da formação de condensado?
O condensado formado pela perda de calor para atmosfera pela tubulação;
O condensado formado quando do aquecimento inicial da tubulação, no início da operação;
O condensado formado quando da parada de operação, pela condensação do vapor presente na tubulção.
Qual é o principal motivo de se reutilizar o condensado? Explique.
A recuperação do condensado nos sistemas de vapor é realiazado por motivos de ordem econômica. Uma vez que reduzimos o gasto com produtos químicos para tratamento da água, já que o condensado é uma água que já passou por tratamento e, protanto, precisará de menos cuidados que nova água in natura; e por estar a uma temperatura mais elevada, reduz o gasto com combustível, já que não será necessário elevar a temperatura a partir da ambiente.
Cap.10
Quais são as razões de se utilizar isolamento térmico nos sistemas de geração e distribuição de vapor?
Redução da formação de condensado em linhas e equipamentos, que pode ser danoso para o mesmo;
Conservação de energia, na geração (caldeira) e tubulações;
Proteção pessoal;
Redução da emissão de radiação térmica;
Redução de ruído e vibração.
 Cite quatro materiais utilizados para isolamento térmico nos sistemas de geração e distribuição de vapor.
Fibras de lã mineral;
Silicato de cálcio em tijolos (paredes) ou calhas (tubulações) rígidos;
Fibra de vidro (mantas e calhas);
Espuma rígida de polímeros orgânicos (formas especiais);
Fibras e tijolos cerâmicos para altas temperaturas (paredes de fornalha).
Quais os dois principais pontos a serem considerados no cálculo dos custos da espessura econômica do isolamento térmico?
A instalação (material e mão-de-obra);
O custo operaciona (perda de energia pelos equipamentos).
Cap. 8
Par um satisfatório funcionamento do sistema de distribuição de vapor, quais são as duas perdas a serem minimizadas?
Para um sistema de distribuição de vapor funcionar satisfatoriamente, deve-se procurar minimizar tanto as perdas de pressão (perdas de carga) quanto as perdas de calor por transferência. Esse ponto ótimo, com boa performace e perdas mínimas só é conseguido através de um bom dimensionamento da tubulação.
Quais os inconvenientes em se utilizar tubulações subdimensionada e superdimensionada?
Uma tubulação sudimensionada irá trabalhar com velocidades muito altas, ocasionando perdas de carga muito grandes e, no caso mais crítico, até mesmo falta de vapor no ponto de consumo. É sabido que tubulações trabalhando com velocidades muito altas sofrerão erosão e, consequentemente, terão um desgaste prematuro. Uma tubulação superdimensionada solucionará os problemas de perda de carga e sempre entregará para o consumo a quantidada necessária de vapor. O inconveniente nesse caso é ter-se custos mais altos de tubulação e isolamento térmico. As velocidades internas serão baixas, propiciando perdas por condensação e em alguns casos pode ocorrer até mesmo o martelo hidráulico. 
Qual o método utilizado para reduzir a temperatura do vapor (quando for necessário) após uma redução de pressão, por válvulas redutoras de pressão?
Para reduzir essa temperatura é comum que após as vávulas redutoras haja uma injeção de água, chamda borrifo, da mesma qualidade da água de alimentação da caldeira.
Qual é a diferença entre a válvula de alívio e a válvula de segurança?
O uso de níveis de vapor diferentesimplicará na existência de equipamento e coletores projetados para suportar diferentes pressões. Desse modo não deve ser permitido de forma nenhuma que a pressão reinante num determinado nível ultrapasse o limite máximo de resistência do material de construção. Para garantir essa situação todos os níveis