Caldeiras

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Geradores de Vapor Introdução: Geradores de vapor ou Caldeiras são equipamentos destinados a mudar o estado da água, do liquido para o de vapor, a fim de ser usado em; (a) aquecimento, (b) acionamento de máquinas motrizes (turbinas e máquinas alternativas), (c) em processos industriais (indústrias de alimentos, bebidas, papel e celulose, têxtil, metalúrgica, Química), (d) esterilização, (e)Geração de energia elétrica, etc Naturalmente que, com esta mesma finalidade, outros fluidos de trabalho (fluidos térmicos) poderiam ou podem ser empregados. A preferência pelo vapor de água como fluido de trabalho é justificada pelo seu elevado calor específico e pela ampla disponibilidade da água no meio industrial. Mecanismo de transformação líquido-vapor: Fornecendo calor à água, variamos a suaentalpia (quantidade de energia por kg de massa) e seu estado físico. Quanto mais aquecermos, mais aumentaremos sua temperatura e, conseqüentemente, sua densidade diminuirá, tornando-se mais “leve”. A medida que fornecermos calor ao líquido, suas moléculas vão adquirindo energia até conseguirem vencer às forças que as mantém ligadas (na forma líquida). A rapidez da formação do vapor será tal qual for aintensidade do calor fornecido. A pureza da água e a pressão absoluta exercida sobre ela são os fatores que irão impor a temperatura na qual se produz a ebulição. Assim, quanto menor for a pressão, menor será a temperatura de ebulição da água.

P [kgf/cm2]
0,0344 1,0 (1 atm) 1,033 42

Tebulição [oC]
26,12 99,09 100 252,3

T = TSaturado Vapor saturado x=1 Dependendo da sua aplicação ovapor pode ser saturado ou superaquecido;

T < TSaturado Líquido Subresfriado

T = TSaturado Liquido saturado x=0

T = TSaturado Vapor úmido 0 10 18 25-34 80

Caldeira Flamotubular Escocesa
Caldeiras Multitubulares

Progressos na área de fabricação, bem como exigências por maior quantidade de vapor fez com que os fabricantes de caldeiras substituíssem os tubos de fogo por vários tubos depequeno diâmetro. Este conceito de desenho impede a instalação de fornalhas internas, sendo revestidas de alvenaria. Estes tipos de caldeiras são encontrados com duas ou três voltas de chama (os gases da combustão fazem duas ou três voltas no interior da caldeira)

Os diâmetros dos tubos variam entre 2 ½” e 4”, de acordo com a aplicação. Sua grande vantagem é permitir a utilização de qualquercombustível, mas devido ao alto custo do refratário, despesas de manutenção e alto custo de instalação, este tipo de caldeira vem tendo sua aplicação industrial diminuída. Sua capacidade máxima é de 600 kg de vapor por hora com pressão máxima de 16 kgf/cm2. Emprego das caldeiras Flamotubulares As caldeiras flamotubulares são aplicadas geralmente no aquecimento de processos industriais. As escocesasmarítimas e as locomoveis-locomotivas são as únicas usadas para motorização (geração de potência). Até o limite de 8 ton/h e 10 kgf/cm2 são as caldeiras mais usadas, cedendo para as caldeiras Aquotubulares acima destes limites. Característica: • apresentam custo inicial menor • fácil manutenção, com troca rápida de tubos danificados e fácil limpeza de fuligem • dispensam tratamento rigoroso da águade alimentação • resposta rápida a variações de carga, devido ao volume de água na saturação

Caldeira Flamotubular horizontal
Caldeiras Aquotubulares

Estas caldeiras se diferenciam das caldeiras flamotubulares principalmente pelo fato da água circular pelos tubos enquanto que os gases quentes da combustão circulam pela superfície externa dos tubos. A introdução da caldeira aquotubulartornou possível a obtenção de grandes quantidades de vapor de água.

Estas caldeiras nada mais são que um feixe de tubos, que constituem a principal superfície de absorção de calor, ligados a dois tambores ou tubulões. Os tubos podem estar também dispostos na forma de paredes de água na fornalha da caldeira. Os tubos permitem a obtenção de grandes superfícies de transferência de calor Um...
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