9ª LISTA DE EXERCÍCIOS - Caldeiras

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9ª LISTA DE EXERCÍCIOS DE APLICAÇÕES DE CALOR – CALDEIRAS
1. Uma Caldeira ATA-18, flamotubular, opera em uma fábrica consumindo 1 kg/hora carvão (composição na tabela abaixo), utilizando 20% de ar em excesso.
	carvão
	Carbono
	Hidrogênio
	Oxigênio
	Nitrogênio
	Enxofre
	Umidade
	Cinza
	% Peso 
	72%
	4%
	6,4%
	2,8%
	3,2 %
	5,4%
	6,2%
Produz 11 kg de vapor por kg de carvão a 120 ºC com título 90% (h água a 120 ºC = 120 kcal/kg, h vapor saturado a 120 ºC = 647,5 kcal/kg, h vapor saturado a 25 ºC = 510 kcal/kg e h água a 25ºC = 250 kcal/kg). 
Dados:	
Calores de combustão: Carbono = 94 kcal/mol; Hidrogênio = 68 kcal/mol; Enxofre = 74 kcal/mol.
Massas atômicas: C - 12; H = 1; O = 16; N = 14; S = 32. 
Calor Latente de Vaporização da água: L = 586 kcal / kg
Temperatura dos produtos da Combustão na base da chaminé = 180 ºC
Temperatura ar de combustão = 70 ºC
Temperatura ambiente = 30 ºC
Temperatura da mistura combustível = 70 ºC
Temperatura da água de alimentação = 32 ºC 
Calor específico médio do ar = 3,8 kcal/kg.ºC
Calor específico médio dos produtos de combustão = 4 kcal/kg ºC
Calor específico médio do combustível = 4,6 kcal/kg. ºC
Descarga de vapor saturado para atomização do combustível: 0,2 kg/kg comb 
Fazer o balanço térmico tomando como referência 25 ºC.
Calcular:
a) O PCS e PCI da mistura gasosa utilizada como combustível.
b) Composição volumétrica dos fumos
c) Energia disponível (kJ/kg) 
d) Rendimento da caldeira (%)
2. Repetir o exercício com os mesmos dados para uma caldeira flamotubular que utiliza como combustível uma mistura gasosa com porcentagem em peso:
C2H6 = 40%; CO = 25%; C3H8 = 35%.
Dados os calores de Combustão: CO = 67,64 kcal/mol; C2H6 = 372,82 kcal/mol (H2O líquido); C3H8 = 530,60 kcal/mol (H2O líquido).
3. Uma Caldeira ATA-18, flamotubular, opera em uma fábrica consumindo 150 kg/hora de uma mistura gasosa (composição na tabela abaixo), utilizando 20% de ar em excesso.
	carvão
	Carbono
	Hidrogênio
	Oxigênio
	Nitrogênio
	Enxofre
	Umidade
	Cinza
	% Peso 
	75%
	3%
	6%
	2,5%
	3 %
	2,5%
	8%
Produz 11 kg de vapor por kg de combustível a 120 ºC com título 90% (h água a 120 ºC = 120 kcal/kg, h vapor saturado a 120 ºC = 647,5 kcal/kg, h vapor saturado a 25 ºC = 510 kcal/kg e h água a 25ºC = 250 kcal/kg). 
Dados:	
Calores de combustão: Carbono = 94 kcal/mol; Hidrogênio = 68 kcal/mol; Enxofre = 74 kcal/mol.
Massas atômicas: C - 12; H = 1; O = 16; N = 14; S = 32. 
Calor Latente de Vaporização da água: L = 586 kcal / kg
Temperatura dos produtos da Combustão na base da chaminé = 170 ºC
Temperatura ar de combustão = 70 ºC
Temperatura ambiente = 30 ºC
Temperatura da mistura combustível = 70 ºC
Temperatura da água de alimentação = 32 ºC 
Calor específico médio do ar = 3,8 kcal/kg.ºC
Calor específico médio dos produtos de combustão = 4 kcal/kg ºC
Calor específico médio do combustível = 4,6 kcal/kg. ºC
Descarga de vapor saturado para atomização do combustível: 0,2 kg/kg comb 
Fazer o balanço térmico tomando como referência 25 ºC.
Calcular:
b) O PCS e PCI da mistura gasosa utilizada como combustível.
b) Composição volumétrica dos fumos
c) Energia disponível (kJ/kg) 
d) Rendimento da caldeira (%)
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