terça-feira, 2 de agosto de 2016

CALDEIRA Parte 1: Entendimento da Geração de Vapor

ENGENHARIA
EXPLICANDO COMO FUNCIONA UMA CALDEIRA
PARTE 1: GERAÇÃO DE VAPOR


Srs tenho alertado que uma caldeira envolve o conhecimento de muitas disciplinas: Termodinâmica, Mecânica dos Fluidos, Hidráulica, Resistência dos Materiais, Instrumentação, Automação dentre outras está a fundamentação para conhecimento de uma caldeira.
Nesse artigo inicial tratarei de como dar – se a geração de vapor no interior da Caldeira não será dado o tratamento matemático que envolve fórmulas complexas e que inclui inclusive derivadas e integrais complexas que sāo ministrados em cursos de Engenharia portanto essa publicação é elucidativa e descreve de uma forma simples a compreensão técnica da Caldeira.


INTRODUÇÃO.
A caldeira dessa publicação é do tipo FLAMUTUBULAR que significa dizer que os gases quentes [CALOR] gerados na queima do combustível na fornalha circulam pelos tubulāo  e tubos em passes de 1 a três vezes dependendo do projeto até serem exaustados pelo chaminé em forma de fumaça.
No outro lado da Caldeira está a [ÁGUA] que será transformado para o estado físico de líquida para o gasoso=vapor lembrando essa água está enclausurada dentro de volume fixo formado pelo costado da Caldeira,  espelhos e a parte externa do tubulação e tubos da Caldeira.
Atentarem que nesse volume fixo é que a água quando alcançar sua fase de vapor expandiu – se de inúmeras vezes seu volume inicial e foi essa expansão para esse  estado de vapor que causou a PMTA – Pressão Máxima de Trabalho Admissível nesse estante o vapor terá a vazão massica Kgv/h e temperatura para aplicação em processos de troca térmica onde usará a modalidade de energia que está no vapor e/ou pressão para geração de energia elétrica.


ENTENDIMENTO DA SEGUENCIA DE COMO EVOLUI A ÁGUA NO INTERIOR DA CALDEIRA PARA GERAÇÃO DE VAPOR.
1. Quando a água é aquecida no interior da Caldeira a uma elevação de temperatura é o que chamamos de CALOR SENSÍVEL.

2. Assim a água continua recebendo calor sensível calor que como explicado resulta da queima do combustível na fornalha fato é que esse comportamento permanece só até a água alcançar seu PONTO DE EBULIÇĀO. [Esse ponto de ebulição variará com a pressão que a caldeira estiver operando].

3. É quando o ponto de ebulição da água for atingido o calor continuará a ser transferido pára de provocar um aumento de temperatura na água e passa a alterará as propriedades físicas da mesma.

4. E a partir desse ponto de ebulição sem mais alterar a temperatura a água começa a se transformar desse estado físico que era líquido o estado físico GASOSO e esse novo estado é o que chamamos de VAPOR.

5. Preste atenção que a fornalha continua nesse estágio produzindo calor e esse calor agora será acrescido para a conversão da água fervendo em vapor a mesma temperatura no que conhecemos como CALOR LATENTE DE VAPORIZAÇÃO.

6. É importante que saibam que a quantidade de calor latente é condicionalmente maior do que a quantidade de calor que foi transferida na elevação de temperatura da água até o ponto de ebulição.

7. Em geral observa-se que o calor latente representa [dependendo da pressão do vapor] entre a 70 a 80% do calor total.

8. Tendo – se nessa sequência a caldeira pronta para desempenho de sua função no processo que se aplique abrindo – se a válvula de saída da Caldeira o vapor leva consigo ambos calor sensível e calor latente.

9. ATENÇĀO quando o vapor fornece calor a alguma coisa ele transfere primeiro calor latente é depois condensa – se eis aí como surgi o CONDENSADO.

10. E o condensado assim formado estará na mesma temperatura do vapor.

11. E se mais calor transferido a temperatura da água começará a baixar.

12. Também a partir desse estágio quanto maior for a pressão arterial pressão, menor será o conteúdo de calor latente de vaporização por kg de vapor gerado.

13. Quanto maior for a pressão de vapor mais alta será sua temperatura.

14. E a quantidade de calor que pode ser transferida do vapor para uma substância a ser aquecida dependerá despedirá entre outras, da diferença de temperatura entre ambos e a superfície através da qual o calor terá que ser transferido.

15. Quanto maior for a temperatura do vapor e portanto sua pressão, maior será a taxa de transferência de calor do vapor para a substância a ser aquecida.

16. Também quanto maior for a superfície de transferência maior será a quantidade de calor transferido pela unidade de tempo.

Deixo o gráfico que compara a geração de calor Kcal/Kg x Pressão Kgf/cm2 × Temperatura °C de como evolui o Vapor.
Cabe uma análise criteriosa desse gráfico que        sintetiza essa primeira parte EXPLICANDO COMO FUNCIONA UMA CALDEIRA / GERAÇÃO DE VAPOR.

LEMBRANDO UMA SOLUÇÃO DE UM PROBLEMA SÓ TEM CONSISTÊNCIA E/É ACREDITADA POR TODOS QUANDO TEM SUSTENTAÇÃO NUM PRINCÍPIO DE CIÊNCIA. ESSE COMPORTAMENTO IMPLICA EM SABER OS PROFISSIONAIS O QUE ESTÃO FAZENDO SABENDO OS PORQUÊS E JUSTIFICATIVAS TECNOLÓGICAS DO QUE FAZEM.


Fortaleza CE, 02 de agosto de 2º16
Eng° José Vilmar Pinto de Sousa
Consultor SÊNIOR / ELETROMECÂNICA / QSMA
Engenheiro Mecânico
Engenheiro de Segurança do Trabalho
Engenheiro de Controle e Automação Industrial
CREA 8365 Registro Nacional: 060460684-2
E-mail: engjosevilmar@hotmail.com
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