Caldeiras: tipos e funcionamento

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1 Introdução

Caldeiras a vapor são equipamentos destinados a produzir e acumular vapor sob pressão superior à pressão atmosférica, utilizando qualquer fonte de energia. O vapor pode ser usado em diversas condições tais como: baixa pressão, alta pressão, saturado, superaquecido, etc. Ele pode ser produzido também por diferentes tipos de equipamentos nos quais estão incluídas ascaldeiras com diversas fontes de energia, “caldeiras” são todos os equipamentos que simultaneamente geram e acumulam vapor de água ou outro fluido. (DUTRA, C. A. et al, 2006)
A finalidade de se gerar o vapor veio da revolução industrial e os meios da época que se tinha era de pouca utilização, mas o vapor no inicio serviu para a finalidade de mover máquinas e turbinas para geração deenergia e locomotivas, com advento da necessidade industrial se fez necessário à necessidade de cozimentos e higienização e fabricação de alimentos, se fez necessário à evolução das caldeiras. Com isto se utiliza o vapor em lacticínios, fabricas de alimentos, gelatinas, curtumes, frigoríficos, indústrias de vulcanização, usinas de açúcar e álcool, tecelagem, fabricas de papel e celulose entre outras.(LEITE, R. N.; MILITÃO, A. R. 2008)


2 Caldeiras

As caldeiras ou geradores de vapor são equipamentos destinados a transformar água em vapor. A energia necessária à operação, isto é, o fornecimento de calor sensível à água até alcançar a temperatura de ebulição, mais o calor latente a fim de vaporizar a água e mais o calor de superaquecimento para transformá-la em vaporsuperaquecido, é dada pela queima de um combustível. (LEITE, R. N.; MILITÃO, A. R. 2008)

2.1 Classificações das Caldeiras

As caldeiras podem ser classificadas em: Flamotubulares: Na qual os gases quentes passam por tubos que estão envolvidos pelo liquido a ser vaporizado.
Aquotubulares: Neste equipamento o liquido a ser vaporizado passa por tubos que estão rodeados por gasesquentes, é a mais utilizada por conseguir a obtenção vapor superaquecido. (LEITE, R. N.; MILITÃO, A. R. 2008)

2.2 Tipos de Caldeiras

As caldeiras Flamotubulares ainda podem ser de diversos tipos como, por exemplo:

Caldeiras de Tubos Verticais:
Nas caldeiras de tubos verticais, os tubos são colocados verticalmente num corpo cilíndrico fechado nas extremidades por placas,chamadas espelhos. A fornalha interna fica no corpo cilíndrico logo abaixo do espelho inferior. Os gases de combustão sobem através dos tubos, aquecendo e vaporizando a água que está em volta deles. (LEITE, R. N.; MILITÃO, A. R. 2008)

Caldeiras de tubos horizontais:
As caldeiras de tubos horizontais abrangem vários modelos, desde as caldeiras Cornuália e Lancaster, de grande volumede água, até as modernas unidades compactas. As principais caldeiras horizontais apresentam tubulões internos nos quais ocorre a combustão e através dos quais passam os gases quentes. Podem ter de 1 a 4 tubulões por fornalha. (LEITE, R. N.; MILITÃO, A. R. 2008)

Caldeiras de Cornuália:
A caldeira Cornuália, um dos primeiros modelos desenvolvidos, é constituída de um tubulãohorizontal ligando a fornalha ao local de saída de gases. É de funcionamento simples, porém de rendimento muito baixo. (LEITE, R. N.; MILITÃO, A. R. 2008)

Caldeiras Lancaster:
A caldeira Lancaster é de construção idêntica à anterior, porém tecnicamente mais evoluída. Pode ser constituída de dois a quatro tubulões internos e suas características são: área de troca térmica de 120 a 140m² evaporização.
Algumas delas apresentam tubos de fogo e de retorno, o que apresenta uma melhoria de rendimento térmico em relação às anteriores. (LEITE, R. N.; MILITÃO, A. R. 2008)

Caldeiras multitubulares de fornalha interna:
Como o próprio nome indica possui vários tubos de fumaça. Podem ser de três tipos: Tubos de fogo diretos, ou seja, os gases percorrem o corpo da...
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