Vapor caldeira

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RESPOSTA TÉCNICA
Título Cálculo de vazão de vapor de uma caldeira com tubulação de 6 polegadas Resumo Informa como calcular a vazão de vapor de uma caldeira com tubulação de 6 polegadas. Palavras-chave Caldeira; caldeira à vapor; tubulação Assunto Captação e distribuição de água Demanda Como calcular a vazão de vapor de uma caldeira com tubulação de 6 polegadas? Solução apresentada A vazão devapor de uma caldeira pode ser medida diretamente, através de instrumentos adequados, ou então estimada a partir de variáveis envolvidas no processo. Geralmente o diâmetro da tubulação dá uma idéia, ou seja, quanto maior o tubo maior a vazão. Porém, a vazão de vapor é função da velocidade com que ele viaja pela tubulação e, neste caso, somente o diâmetro da tubulação é insuficiente para se informarà vazão. Para informação, as velocidades normalmente usadas para transporte de vapor são de 15 a 30 m/s. Medição Direta da Vazão de Vapor Para a medição direta, geralmente são utilizados elementos localizados na tubulação e que imprimem certa perda de carga ao escoamento do vapor, tais como as placas de orifício, medidores tipo bocal ou V-cone. Outros medidores podem ser usados, como o Venturi ePitot, porém não são muito usuais para vapor. A perda de carga imposta por estes elementos é então medida e avaliada através da medição da pressão antes e depois do dispositivo (pressão diferencial ou delta P [∆P]), sendo proporcional à velocidade e, conseqüentemente, à vazão do vapor que está passando no trecho. No caso das placas de orifício, geralmente as usadas para vapor são do tipo excêntricaou segmental. Vide FIG. 01 e 02 para detalhes adicionais;

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Figura 1: Esquema de montagem e funcionamento dos medidores de vazão através de dispositivos de pressão diferencial. Esquerda: Equipamento montado na tubulação. Direita: diferencial de pressão produzido pelo elemento (p1 > p2), cujo valor éproporcional à vazão. Fonte: Joubert Trovati

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B

C

D
Figura 2: Vários tipos de dispositivos usados para medição de vapor através da inserção na tubulação: A) Placa de orifício excêntrica; B) Placa de Orifício Segmental; C) Bocal de Vazão; D) V-Cone. Fonte: Joubert Trovati

Para o vapor saturado, usado normalmente para aquecimento e produzido pelas caldeiras sem superaquecedor, apressão do vapor e sua temperatura estão relacionadas, ou seja, existe somente uma temperatura em que o vapor saturado se encontra a uma determinada pressão. Para este caso, quando se faz a medição da vazão, não é necessário medir-se também a temperatura. Para o vapor superaquecido, que é usado para acionamento de turbinas, a pressão e temperatura não estão relacionadas e, neste caso, é necessário omedidor possuir também uma medição da temperatura associada, a fim de compensar corretamente as propriedades físicas nesta particular condição e garantir uma boa medição.
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Um outro equipamento que pode ser usado para medição direta da vazão de vapor é o chamado medidor tipo vortex. O princípio defuncionamento deste equipamento é baseado na formação de vórtices (redemoinhos) que o vapor faz ao passar por um corpo arredondado colocado na tubulação. A freqüência de formação destes vórtices é diretamente proporcional à vazão de vapor. Cada um destes vórtices gera uma redução local da pressão que pode ser medida e quantificada através de um sensor de pressão do tipo capacitivo. O equipamento é entãocalibrado e pode indicar a leitura direta da vazão de vapor na linha. Veja na figura seguinte uma ilustração do funcionamento deste medidor:

Figura 3: Ilustração mostrando o princípio de funcionamento do medidor tipo vortex e dois exemplos de montagem na tubulação (flangeado e tipo “wafer”). Fonte: Joubert Trovati

Os equipamentos aqui apresentados são geralmente utilizados em caldeiras...
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