Como calcular o fluxo de vapor no aquecedor

Escrito por pauline gill | Traduzido por daniel tamayo
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Como calcular o fluxo de vapor no aquecedor
Esse aquecedor industrial fornece vapor saturado e pressurizado para vários usuários (Boilers, ladders and pipes on power plant image by Andrei Merkulov from Fotolia.com)

Os aquecedores de vapor modernos geram energia facilmente utilizável para aquecimento, processamento e aplicações para gerar energia elétrica. Eles podem conseguir sua energia de entrada a partir de muitos combustíveis: eletricidade, cogeração, luz solar, energia nuclear, combustão de resíduo e outros processos. Conseguir calcular o fluxo de vapor a partir de vários outros parâmetros como potência, taxas de fluxo do combustível, fluxo da água, fluxo do ar ou dados do uso do vapor fornece um retrato da performance do aquecedor.

Nível de dificuldade:
Desafiante

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Instruções

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    Use o cavalo vapor do aquecedor para calcular o fluxo. O cavalo vapor do aquecedor não está relacionado com o mecânico. É uma medida da indústria de aquecedores que prevê a quantidade de vapor saturado que um aquecedor gerará, iniciando com a água a 100 °C e na pressão atmosférica de 1 atm, e terminando com vapor nas mesmas condições. Por exemplo, se um aquecedor tem 50 cv, então ele produzirá 50 cv x 14,65 kg por hora (kg/h) = 732,5 kg/h de vapor nessas condições.

    Como calcular o fluxo de vapor no aquecedor
    Usinas de processamento moderno usam vapor para aquecimento e cozinha (heizhaus image by Holger B. from Fotolia.com)
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    Use o valor em Watts de entrada de calor para calcular o fluxo de vapor. São necessários 281,38 W para produzir 0,45 kg de vapor nas condições acima, ou seja 625 W/kg de vapor. Se estão sendo aplicados 14,5 milhões de W no aquecedor, divida por 625 W/kg para ter 23,2 mil kg/h. Essa é a medida de um aquecedor industrial médio.

    Como calcular o fluxo de vapor no aquecedor
    Usinas modernas possuem aquecedores imensos para alimentar as turbinas dos geradores (Steam Power Plant image by dvest from Fotolia.com)
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    Calcule o fluxo de vapor do aquecedor com a medida conhecida dos kilowatt-hora (kWh) utilizados no aquecedor elétrico. Se 1 kWh pode produzir 1,595 kg de vapor, nas condições de 1 atm e 100 °C, então 1000 kWh produzirão 1.595 kg/h de vapor.

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    Encontre a taxa de fluxo de vapor de um aquecedor baseado na queima de 80 l/h de óleo combustível n°6, assumindo uma eficiência de combustão de 85%. A taxa de conversão aceita para esse óleo é de 174.000 W/l. Um aquecedor queimando 80 l/h produzirá [(174.000 W/l x 80 l/h) / 625 W/kg] x 0.85 (eficiência) em um total de 18.931,2 kg/h de vapor.

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    Calcule a massa de ar necessária para queimar os 80 litros de óleo n°6 do exemplo acima. Sabendo que a razão estequiométrica do ar-combustível é de 6,48 kg de ar por kg de combustível, o aquecedor precisaria de 80 litros x 1 kg/l de óleo, ou 1.040 kg de ar para queimar o óleo. Isso significaria um fluxo total de 1.190 kg/h de vapor. Dessa forma, conhecendo o total do fluxo de ar para combustão durante uma hora, para um determinado aquecedor, você pode inverter o cálculo e descobrir o fluxo de vapor. Isso significa que um aquecedor produzirá mais ou menos 1.190 kg/h / 1.040 kg/h de ar consumido, ou mais ou menos 1,15 kg de vapor para cada kg de ar.

Dicas & Advertências

  • Calcular o fluxo de vapor usando parâmetros diferentes mostrará um retrato completo daquele aquecedor para o operador.
  • Há grandes aquecedores que queimam usando diversos combustíveis simultaneamente, onde o fluxo de ar pode ser usado para deduzir o fluxo de vapor. A parte interessante é que, uma vez que a razão entre as massas de ar e vapor seja determinada para um certo aquecedor, todos os combustíveis baseados em carbono requererão a mesma quantidade de ar para produzir 1 kg de vapor, não importa se é madeira, carvão, óleo ou gás natural. Esse fenômeno facilita o cálculo da produção do fluxo de vapor quando se está usando uma combinação de combustíveis.
  • Os aquecedores precisam ser iniciados e funcionar lentamente para aliviar o esforço de seus mecanismos e cabeçotes.

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