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Departamento de Engenharia do Produto CENTRO DE TREINAMENTO TÉCNICO

Curso de Projetos de Sistemas de Vapor - CPV

VAPOR
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Prefácio

O curso de vapor SPIRAX SARCO tem como objetivo estudar as características do vapor e demonstrar a sua utilização como meio de transmissão de energia para fins de aquecimento industrial. Nodecorrer deste evento serão abordados os principais procedimentos e cuidados para a correta distribuição, aplicação e reaproveitamento do vapor produzido em sua empresa.. A utilização do vapor como meio de transmissão de potência mecânica é um assunto específico que abordaremos em outra oportunidade. Trabalharemos com as unidades do sistema métrico. O presente curso é destinado a todas as pessoas queatuam em projetos, operação e manutenção de sistemas de vapor. Esperamos, com este trabalho, contribuir com a formação técnica de todos os profissionais dessas áreas e também colaborar para a otimização do consumo de energia em sua empresa . Desejamos a todos um bom aproveitamento e muito sucesso em seu desenvolvimento profissional.

Janeiro / 2005 2
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CAPÍTULO 1 - INTRODUÇÃO
1.1 - O QUE É VAPOR ? Como outras substâncias, a água pode se apresentar nos estados sólidos (gelo), líquidos (água) e gasoso (vapor). Neste curso, estudaremos a água nos estados líquido, gasoso e a transição de um estado para outro. Ao cedermos calor para a água, sua temperatura aumenta até atingir um determinado valor. A partir deste, a água não temmais como se manter em estado líquido. Esse valor corresponde ao PONTO DE EBULIÇÃO, isto é, qualquer adição de calor fará com que parte desta água ferva, se transformando em vapor. Podemos considerar, de forma sintética que vapor nada mais é que a união do elemento químico ÁGUA com o elemento físico ENERGIA OU CALOR. 1.2 - POR QUE SE UTILIZA O VAPOR ? O vapor é utilizado como meio de transmissãode energia desde a Revolução Industrial. A princípio, utilizava-se vapor no preparo de alimentos. Hoje, o vapor tornou-se uma ferramenta flexível e versátil para a indústria quando se necessita de aquecimento. POR QUE? O vapor é gerado a partir da água, fluído relativamente barato e acessível em grande parte do planeta. Sua temperatura pode ser ajustada com precisão, controlando sua pressãoatravés de válvulas. Transporta grandes quantidades de energia com pouca massa e, ao retornar ao estado líquido, cede essa energia ao meio que se deseja aquecer. É facilmente transportado através de tubulações, podendo percorrer grandes distâncias entre os pontos de geração e utilização. 1.3 - PRODUÇÃO DE VAPOR Para melhor explicar a produção de vapor, utilizaremos o exemplo da figura abaixo:

FIGURA 1Suponhamos um cilindro com a parte inferior vedada, envolvido com isolamento térmico com eficiência de 100 %, de tal forma que não haja perda de calor para a atmosfera e contendo 1 kg de água à temperatura de 0°C (ponto de fusão). Essa condição será tomada, doravante, como ponto de referência, onde passaremos a considerar, para nossos propósitos, que a QUANTIDADE DE CALOR existente nessa massade água é igual a ZERO.

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Supondo que a pressão exercida sobre a água seja atmosférica, qualquer adição de calor absorvida pela água fará com que sua temperatura se eleve, conforme mostra a figura 2.

FIGURA 2
A temperatura da água aumentará até que se atinja o valor de 100°C. Nessas condições, qualquer aumento adicional decalor fará com que a água não consiga se manter em estado líquido, sendo que uma parte dessa massa ferverá, ou melhor, se transformará em vapor, conforme figura 3.

FIGURA 3

Quanto maior a quantidade de calor absorvida pelo sistema, maior será a massa de água transformada em vapor, conforme as figuras 4 e 5.

FIGURA 4 4
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