LISTA DE EXERCICIOS

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LISTA DE EXERCÍCIO UNIDADE I
1) Cite quatro características do vapor d´água como agente
transportador de energia. 
*Matéria prima (água) de baixo custo; *Quantidade da matéria prima
abundante; *Alto poder de armazenamento de energia sob a forma de
calor; *Fácil distribuição e controle.
2) O vapor gerado pode ser classificado em dois tipos, conforme o grau
de aquecimento a dada pressão. Quais são os dois tipos, em quais
aplicações são mais indicados e por quê? 
*Vapor Saturado – Mais utilizado para uso em aquecimento, pois
permite troca de calor a temperatura constante; *Vapor
Superaquecido – Mais utilizado quando se deseja a obtenção de
trabalho mecânico (movimentações de turbinas, bombas), pois
aproveita-se sua alta pressão.
3) As caldeiras podem ser classificadas de diversas formas. Cite três
exemplos e suas classificações. 
*Quanto à disposição da água em relação aos gases – Aquatubular e
Flamotubular;
*Quanto à circulação da água – Natural ou forçada;
*Quanto ao sistema de tiragem – Natural, forçada ou balanceada.
4) De acordo com a figura abaixo, identifique e descreva os princípios de
funcionamentos dos componentes clássicos de uma caldeira
Aquatubular complexa. (Eficiência energética).
5) Cite três vantagens e três desvantagens de uma caldeira Aquatubular
e de uma Flamotubular. 
Aquatubular: V-> *Atinge a temperatura de trabalho
rapidamente;*Suporta altas pressões de trabalho;*Maiores gerações
de vapor. D->*Necessidade de um tratamento de água mais
rigoroso;*Dificuldades de Limpeza e Manutenção, devido aos tubos
compridos e de pequenos diâmetros;*Necessidade de Mão de Obra
especializada.
Flamotubular: V-> *Fácil limpeza e manutenção;*Fácil construção com
baixo custo;*Possui uma maior variedade de combustível. D-> Partida
lenta, devido ao alto volume de água;*Menores pressões de
trabalho;*Menor capacidade de geração de vapor.
6) Considerando os elementos listados abaixo, descreva as vantagens e
desvantagens das caldeiras flamotubular e aquatubular.
a) Grau de combustão e vaporização específica
As caldeiras aquatubular podem desenvolver um grau de
combustão bem maior, uma vez que a fornalha não faz parte
integral da caldeira. As aquatubulares possuem uma maior
vaporização, conseguindo um elevada capacidade com caldeiras
de pouco peso e volume
b) Peso e volume
Para uma igual capacidade, uma caldeira aquatubular irá ocupar
um menor volume e terá um menor peso. Isso devido a grande
quantidade de água presente nas caldeiras flamotubulares.
c) Tempo necessário para atingir a pressão de operação
Por possuir uma grande quantidade de água em seu interior, as
caldeiras flamotubulares irá levar um maior tempo para atingir sua
pressão de trabalho. Para uma caldeira de grande dimensão, ao
passo que a flamotubular passa 24h, uma aquatubular passa 4h.
d) Qualidade da água de alimentação
Ambas possuem a necessidade de um tratamento de água eficaz,
buscando fazer com que a água atinja o máximo ponto de pureza.
Porém pela água ficar sempre dentro de tubos mais finos, as
Aquatubulares necessita de cuidados maiores.
7) Quais as consequências da utilização da água de alimentação de uma
caldeira sem tratamento (in natura) para sua estrutura e
funcionamento?
A água in natura é água proveniente da natureza, porém ela não é
pura, existem diversos componentes dissolvidos. Desta forma, no
momento da sua utilização (evaporação) a sua parte líquida irá
vaporizar, mas os outros componentes irão reagir e de diversas
formas.Essas reações irão gerar gases dissolvidos, que irão precipitar
na forma de lodo ou poderão se incorporar (incrustações) as partes
metálicas.
8) Cite cinco métodos simplificados utilizados para determinar a
qualidade da água de alimentação de uma caldeira, com seus
respectivos significados.
*Dureza;*Alcalinidade;*Gases Dissolvidos;*Fosfatos;Ph.
9) Quais são os objetivos gerais do tratamento de água?
Evitar os inconvenientes causados pelos diversos componentes
presentes na composição da água, sendo: *Eliminar os gases
dissolvidos presente na água;*Evitar a formação de espuma;*Evitar
incrustações.
10) Qual a finalidade da desaeração da água de alimentação da
caldeira e por quê? 
Tem como finalidade eliminar os gases dissolvidos presente na água
(líquida), pois estes são corrosivos para as paredes metálicas
(oxigênio, nitrogênio, entre outros).
11) Qual é a inconveniência na utilização do vapor saturado e como
evitá-la?
O inconveniente é a formação do condensado. É praticamente
impossível evitar a formação do condensado, uma vez que qualquer
troca de calor do vapor saturado irá forma o condensado. Desta
forma a solução para o inconveniente é a instalação de um bom
sistema de drenagem na linha de vapor e nos equipamentos.
12) Quais os requisitos para um combustível ser considerado
industrial?
*Alta disponibilidade;*Baixo custo de operação;*Razoável poder calorífico
13) Cite cinco principais propriedades de um combustível líquido,
com seus significados e suas importâncias.
*Ponto de Fluidez – é a mais baixa temperatura que óleo consegue fluir
nas condições normais; *Viscosidade – é a capacidade que o líquido
apresenta de resistir ao escoamento, sendo importante por determinar a
facilidade de movimentação; *Poder Calorífico – é a quantidade de calor
liberado durante a queima total de uma unidade de combustível; *Ponto
de Fulgor – é a mais baixa temperatura que o combustível permite a
formação vapor inflamável.
14) O que é o número de Wobbe e qual a sua importância para os
combustíveis gasosos? 
É a quantidade de calor desenvolvida por um queimador de gás em
um dado tempo, sendo determinado por: *Tamanho do orifício que
limita a saída do gás; *Pressão inicial através do orifício; *Poder
Calorífico; - Densidade Relativa.
15) Qual é a importância da massa específica (densidade) de um
gás combustível numa aplicação industrial?
É importante, pois a uma pressão constante, é a densidade que irá
determinar se o gás irá fluir mais ou menos. Nesse caso, uma baixa
densidade gera uma maior fluidez que irá resultar em uma maior
liberação de calor pelo queimador. 
16) Quais as propriedades dos combustíveis gasosos necessárias
para viabilizar o intercambio desses combustíveis? 
*Temperatura da chama; *Quantidade de calor fornecido; *Número de
Woobe; *Velocidade da chama.
17) Quais os três fatores, que combinados, influenciam diretamente
na eficiência da combustão? 
*Temperatura suficiente para ignição; *Tempo necessário para a
combustão completa; *Turbulência (mistura combustível/ar).
18) Na prática, qual é a consequência do excesso de ar demasiado
na combustão? E é aconselhável trabalhar com excesso de ar um
pouco acima da estequiometria, por quê?
O excesso de ar demasiado pode causar uma perda de desempenho
do calo específico, resultando em uma diminuição da eficiência, isso
por que o ar além do oxigênio, sempre traz consigo uma massa
elevada de nitrogênio e outros gases que arrastam o calor gerado na
reação. Sim, é aconselhável para que não apareça combustível sem
queimar, que causaram implicações econômicas e ambientais.
19) Considerando um combustível gasoso contendo 70 % de CH4 ,
20 % de CO, 5 % de O2 e 5 % de N2, em base molar, sendo queimada
completamente a 1 atm e com 20 % de excesso de ar. Apresente a
reação química balanceada dessa combustão e a relação
ar\combustível em base molar e mássica. OBS: Lembre-se que numa
reação completa com excesso de ar aparecerá nos produtos o
elemento oxigênio.R.: A\C molar =8,28 e A\C massa = 12,06.
20) Apresente a reação química balanceada da combustão do
álcool etílico anidro (C2H5OH) com o ar (reação estequiométrica), bem
como a relação ar\combustível em base molar e mássica. R.: A\C
massa = 9.