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TREINAMENTO MOacuteDULO 983089 - 2015Seguranccedila em Operaccedilatildeo de Caldeiras
- FIAGRIL-
NR-13Seguranccedila na Operaccedilatildeo de Caldeiras
MOacuteDULO 1
Prova Inicial
1) Defina com suas palavras o que eacute pressatildeo2) Qual a diferenccedila entre pressatildeo absoluta e pressatildeo
relativa Qual delas eacute lida no manocircmetro comum3) Por que utilizamos o vapor na induacutestria
4) O que eacute calor5) O que eacute temperatura6) Que tipo de vapor utilizamos para aquecer ou seja
transmitir calor para outra substacircncia
PRESSAtildeO
DEFINICcedilAtildeO Pressatildeo eacute a forccedila exercida por unidade de aacuterea
UNIDADES bar (Sistema Internacional)
kgfcm2 (Sistema Meacutetrico)
psi (Sistema Britacircnico)
Pascal (Sistema Internacional)
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Lei de Pascal
A
B
A pressatildeo em um recipiente fechadoage igualmente em todos os pontos
PortantoA pressatildeo exercida em ldquoArdquo eacute a mesmamedida em ldquoBrdquo pelo manocircmetro
Pressatildeo Atmosfeacuterica
Pressatildeo exercida pela atmosferaeacute variaacutevel com a altitude
Pressatildeo Manomeacutetrica
Pressatildeo medida acima da atmosfeacutericalida em um manocircmetro
Pressatildeo Absoluta
Eacute a pressatildeo totalEacute a soma das pressotildees
atm man
Pabs
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1 m1 m
10 m
15 m
10 mca
metrocoluna
aacutegua
PRESSAtildeO =FORCcedilA
AacuteREA
FORCcedilA = Peso da coluna de aacutegua
Peso especiacutefico X volume
1000 kgfm3 X 10 m3 = 10000 kgf
P =10000 kgf
(100 X 100) cm2= 1 kgfcm2
= 10 mca = 1 bar
Coluna de Aacutegua PRESSAtildeO
bull PRESSAtildeOConversotildeesde kgfcm2 para mca multiplique por 10de psi para kgfcm2 multiplique por 00703de kgfcm2 para psi multiplique por 14224de bar para kgfcm2 multiplique por 10197
de kgfcm2 para bar multiplique por 09807de psi para bar multiplique por 00717
CALOR
CALOR Energia teacutermica total de um fluido liacutequido ougasoso
UNIDADE kcal
UNIDADES DERIVADAS- Quantidade de Calor (kcalkg)
- Calor Especiacutefico (kcalkgGrau C)
- Fluxo de Calor (kcalh)
TEMPERATURA Eacute uma grandeza mensuraacutevelrelacionada ao fluxo de calor que pode ser medidadiretamente
CALOR
Conversotildees de Unidades
de btuh para kcalh multiplique por 0251
de kcalh para k jouleh multiplique por 4187
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ESCALAS DE TEMPERATURA
983089983088983088 983151983107 983091983095983091983084983089 983115
983107983109983116983123983113983125983123 983115983109983116983126983113983118 983110983105983112983122983109983118983112983109983113983124 983122983105983118983115983113983118983109
983090983089983090 983151983110 983094983095983089983084983094 983122
983088 983151983107
983085983090983095983091983084983089 983151983107
983090983095983091983084983089 983115
983085983092983093983097983084983094 983151983110983088 983115
983091983090 983151983110 983092983097983089983084983094 983122
983088 983122
983120983151983150983156983151 983140983141 983158983137983152983151983154
983120983151983150983156983151 983140983151 983143983141983148983151
983130983141983154983151 983137983138983155983151983148983157983156983151
Unidadesbull TEMPERATURAMeacutetrico - eacute uma medida em uma escala Centigrada ou
Celsius (oC)Britacircnico - usa-se a escala de Fahrenheit (oF)Internacional - usa-se a escala Kelvin (K)
Conversotildeesde oC para oF oF = (oC + 32)
deo
C para K K =o
C+2 7 3de oF para oC oC = (oF - 32)
95
95
Calor Sensiacutevel Latente e TotalTemperatura
Temperatura
liacutequido
liacutequido
vaporsaturado
vaporsaturado
vaporsuperaquecido
vaporsuperaquecido
Calor
Calor
aacutegua+vapor
calorsensiacutevel
calorlatente
calorsensiacutevel
calorsensiacutevel
+ calorlatente
= calortotal
MODOS DE TRANSFEREcircNCIA DECALOR
CONDUCcedilAtildeO Quando a transferecircncia eacute feita de moleacuteculaagrave moleacutecula sem que haja t ransporte dessasmoleacuteculas
CONVECCcedilAtildeO Quando a transferecircncia de calor eacute demoleacutecula agrave moleacutecula poreacutem haacute um
transporte simultacircneo de mateacuteria Asmoleacuteculas frias do fluido aquecem-see deslocam-se para regiotildees mais quentesquando esfriam deslocam-se para regiotildeesmais frias
IRRADIACcedilAtildeO Quando a transferecircncia se faz de um corpopara outro mesmo sem contato entre eles
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O QUE Eacute VAPOR
A Histoacuteria do Vapor
Natildeo eacute de hoje que o homem percebeu que o vaporpodia fazer as coisas se movimentaremNo primeiro seacuteculo da era cristatilde portanto haacute mais de1800 anos um estudioso chamado Heron deAlexandria construiu uma espeacutecie de turbina a vaporchamada eoliacutepila Nesse engenho enchia-se umaesfera de metal com aacutegua que produzia vapor que seexpandia e fazia a esfera girar quando saiacutea atraveacutes dedois bicos colocados em posiccedilotildees diametralmenteopostas Todavia embora isso movimentasse a esferanenhum trabalho uacutetil era produzido por esse
movimento e o saacutebio natildeo conseguiu ver nenhumautilidade praacutetica para seu invento
Muitos seacuteculos mais tarde a maacutequina a vapor foi aprimeira maneira eficiente de produzir energiaindependentemente da forccedila muscular do homem e doanimal e da forccedila do vento e das aacuteguas correntes
A invenccedilatildeo e o uso desta maacutequina foi uma das basestecnoloacutegicas da Revoluccedilatildeo Industrial Em sua formamais simples as maacutequinas a vapor usam o fato de quea aacutegua quando convertida em vapor se expande eocupa um volume de ateacute 1600 vezes maior do que ooriginal quando sob pressatildeo atmosfeacuterica
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Foi somente no seacuteculo XVII mais precisamente em 1690que o fiacutesico francecircs Denis Papin usou esse princiacutepio parabombear aacutegua O equipamento bastante rudimentar que eleinventou era composto de um pistatildeo dentro de um cilindroque ficava sobre uma fonte de calor e no qual se colocavauma pequena quantidade de aacutegua Quando a aacutegua setransformava em vapor a pressatildeo deste forccedilava o pistatildeo asubir
Entatildeo a fonte de calor era removida o que fazia o vaporesfriar e se condensar Isso criava um vaacutecuo parcial(pressatildeo abaixo da pressatildeo atmosfeacuterica) dentro do cilindro
Como a pressatildeo do ar acima do pistatildeo era a pressatildeoatmosfeacuterica ela o empurrava para baixo realizando otrabalho
Mas a utilizaccedilatildeo efetiva dessa tecnologia soacute se inicioucom a invenccedilatildeo de Thomas Savery patenteada em 1698e aperfeiccediloada em 1712 por Thomas Newcomen e JohnCalley
Nessa maacutequina o vapor gerado em uma caldeira eraenviado para um cilindro localizado em cima da caldeiraUm pistatildeo era puxado para cima por um contrapesoDepois que o cilindro ficava cheio de vapor injetava-seaacutegua nele fazendo o vapor condensar
Isso reduzia a pressatildeo dentro do cilindro e fazia o arexterno empurrar o pistatildeo para baixo Um balancim eraligado a uma haste que levantava o ecircmbolo quando opistatildeo se movia para baixo O vaacutecuo resultante retirava aaacutegua de poccedilos de mina inundados
Um construtor de instrumentos escocecircs chamado James
Watt notou que a maacutequina de Newcomen que usava amesma cacircmara para alternar vapor aquecido e vaporresfriado condensado desperdiccedilava combustiacutevel Por issoem 1765 ele projetou uma cacircmara condensadoraseparada refrigerada a aacutegua
Ela era equipada com uma bomba que mantinha umvaacutecuo parcial e uma vaacutelvula que retirava periodicamenteo vapor do cilindro Isso reduziu o consumo decombustiacutevel em 75 Essa maacutequina correspondeaproximadamente agrave moderna maacutequina a vapor
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Em 1782 ele projetou e patenteou a maacutequina rotativa deaccedilatildeo dupla na qual o vapor era introduzido de ambos oslados do pistatildeo de modo a produzir um movimento paracima e para baixo Isso tornou possiacutevel prender o ecircmbolodo pistatildeo a uma manivela ou um conjunto de engrenagenspara produzir movimento rotativo e permitiu que essamaacutequina pudesse ser usada para impulsionarmecanismos girar rodas de carroccedilas ou paacutes paramovimentar navios em rios
No fim do seacuteculo XVIII as maacutequinas a vapor produzidaspor Watt e seu companheiro Matthew Boulton forneciam
energia para faacutebricas moinhos e bombas na Europa e naAmeacuterica
O aparecimento das caldeiras que podiam operar comaltas pressotildees e que foram desenvolvidas por RichardTrevithick na Inglaterra e por Oliver Evans nos EstadosUnidos no iniacutecio do seacuteculo XIX tornou se a base para arevoluccedilatildeo dos transportes uma vez que elas podiam serusadas para movimentar locomotivas barcos fluviais edepois navios
A maacutequina a vapor tornou-se a principal fonte produtorade trabalho do seacuteculo XIX e seu desenvolvimento se deuno esforccedilo de melhorar seu rendimento a confiabilidadee a relaccedilatildeo pesopotecircncia O advento da energia eleacutetricae do motor de combustatildeo interna no seacuteculo XX todaviacondenaram pouco a pouco nos paiacuteses mais
industrializados a maacutequina a vapor ao quaseesquecimento
No seacuteculo XX a maacutequina a vapor como fornecedora deenergia foi sendo substituiacuteda por
bull Turbinas a vapor para a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica
bull Motores de combustatildeo interna para transporte
bull Geradores para fontes portaacuteteis de energiabull Motores eleacutetricos para uso industrial e domeacutestico
Mesmo assim o vapor ainda hoje tem extensa aplicaccedilatildeoindustrial nas mais diversas formas dependendo do tipode induacutestria e da regiatildeo onde estaacute instalada
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O Que eacute Vapor
Como outras substacircncias a aacutegua pode se apresentarnos estados soacutelido (gelo) liacutequido (aacutegua) e gasoso(vapor) Neste curso estudaremos a aacutegua nos estadosliacutequido gasoso e a transiccedilatildeo de um estado para outro
Ao cedermos calor para a aacutegua sua temperatura aumentaateacute atingir um determinado valor A partir deste a aacuteguanatildeo tem mais como se manter em estado liacutequido
Esse valor corresponde ao PONTO DE EBULICcedilAtildeO isto eacutequalquer adiccedilatildeo de calor faraacute com que parte desta aacuteguaferva se transformando em vapor
Podemos considerar de forma sinteacutetica que vapor nadamais eacute que a uniatildeo do elemento quiacutemico AacuteGUA com oelemento fiacutesico ENERGIA OU CALOR
O Que eacute Vapor
AacuteGUA + CALOR
Por Que Se Utiliza Vaporbull O vapor eacute gerado agrave partir da aacutegua fluiacutedo relativamentebarato e acessiacutevel em grande parte do planeta
bull Sua temperatura pode ser ajustada com precisatildeocontrolando sua pressatildeo atraveacutes de vaacutelvulas
bullTransporta grandes quantidades de energia com poucamassa e ao retornar ao estado liacutequido cede essa energiaao meio que se deseja aquecer
bull Eacute facilmente transportado atraveacutes de tubulaccedilotildees podendopercorrer grandes distacircncias entre os pontos de geraccedilatildeo eutilizaccedilatildeo
Viacutedeo
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85
Tipos de Vapor
VAPOR SATURADOPara aquecimento
VAPOR SUPERAQUECIDOPara geraccedilatildeo de energia 15
Tipos de Vapor
bull VAPOR SATURADOVapor frequentemente em contato coma parte liacutequida e em equiliacutebrio teacutermicocom a mesma
bull VAPOR SUPERAQUECIDOVapor que se encontra a temperatura
acima da temperatura do vapor saturado
Geraccedilatildeo de Energia
gerador de
energia eleacutetrica
Vapor superaquecido
Geradorde vapor
Turbina
Utilizaccedilatildeo
Distribuiccedilatildeo
Geraccedilatildeo
Aquecimento
Retorno
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Sistema Tiacutepico de Vapor
CaldeiraBomba
Tanque deAlimentaccedilatildeo
Aacutegua deMake-up
TanquesSerpentinados
Condensado
Condensado
Vapor
Vapor
Vapor
Trocadoresde Calor
Sistemade
Aquecimento
Panelotildees
Utilizaccedilotildees
983082VAPOR SATURADOUtilizado para processos de aquecimentoMotivos - melhor aproveitamento teacutermico
- menor custo de geraccedilatildeo983082VAPOR SUPERAQUECIDO
Utilizado para movimentaccedilatildeo de maacutequinasMotivo necessidade de vapor isento
de aacutegua
Unidades
bull VAZAtildeO
Meacutetrico kghBritacircnico gpm (galotildeesmin)Internacional m3s
Natildeo Confundir
VAZAtildeO Volume de um fluido por unidade de tempo
Volume
Tempo
kg
hm3
h= =
COM
PRESSAtildeO Forccedila aplicada por unidade de aacuterea
Forccedila
Aacuterea
kgf
cm2
lbpol2
= =
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Unidades
bull DENSIDADE Eacute a massa ocupada porum determinado fluido por unidade devolume
UNIDADES kgm3 (Sistema MeacutetricoInternacional)
lbft3 (Sistema Britacircnico)
Unidades
bull VOLUME ESPECIacuteFICO Eacute o volumeocupado por um determinado fluidopor unidade de massa
UNIDADES m3kg
Produccedilatildeo de Vapor
Temperatura
Calor
Pressatildeoconstante
Temperatura
Calorconstante
Temperatura
Calor
t2
t1
Volume
Temperatura
Produccedilatildeo de Vapor
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Tempe-ratura
deebuliccedilatildeo
Temperatura
Calor
Temperaturade ebuliccedilatildeot3
Produccedilatildeo de Vapor
Tempe-ratura
deebuliccedilatildeo
Temperatura
Calor
t4
Produccedilatildeo de Vapor
4
Temperatura
constante
Temperatura
t5
Calor
Produccedilatildeo de Vapor
5
Temperatura
Calor
t6Temperatura
Produccedilatildeo de Vapor
6
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Tabela de Vapor Saturado
Pressatildeorelativa Temp
Calorsensiacutevel
Calorlatente
Calortotal
VolumeEspeciacutefico
bar kgfcm2 ordmC kcalkg kcalkg kcalkg m3kg
0 1 991 991 5394 6385 17251 2 1196 1199 5259 6458 09022 3 1329 1334 5169 6503 06163 4 1429 1436 5098 6534 04704 5 1511 1521 5037 6558 03815 6 1581 1593 4985 6578 03216 7 1642 1656 4938 6594 02777 8 1696 1713 4895 6608 02448 9 1745 1764 4856 6620 02189 10 1790 1812 4818 6630 019810 11 1832 1856 4783 6639 018011 12 1871 1897 4750 6647 016612 13 1907 1935 4719 6654 015413 14 1941 1971 4689 6660 014314 15 1974 2006 4660 6666 0134
Pressatildeoabsoluta
Vapor Saturado
SECO Ele natildeo varia de temperatura como tiacutetulo igual a 100 ou seja todamassa eacute vapor
UacuteMIDO Ele natildeo varia de temperatura como tiacutetulo variando de 0 a 100
Grau de SuperaquecimentoEacute a diferenccedila entre a temperatura do vapor
superaquecido e a temperatura do vapor
saturado a uma determinada pressatildeo
Exemplo
Vapor saturadouacutemido
Vapor saturadoseco
Vapor superaquecido
P = 10 kgfcm2
T = 1832 oCP = 10 kgfcm2
T = 220 oCP = 10 kgfcm2
T = 1832 oC
Tiacutetulo ou Qualidade do Vapor
Eacute a porcentagem de vapor existente em uma mistura devapor saturado Portanto se tivermos 1 kg de vapor
saturado com tiacutetulo X = 75 075 kg dessa massaseraacute vapor e 025 kg seraacute aacutegua
X = MASSA DE VAPOR x 100
(MASSA DE VAPOR + AacuteGUA)
05
06
07
08
09
10
60 70 80 90 10050
Tiacutetulo
uso
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Lei de Pascal
A
B
A pressatildeo em um recipiente fechadoage igualmente em todos os pontos
PortantoA pressatildeo exercida em ldquoArdquo eacute a mesmamedida em ldquoBrdquo pelo manocircmetro
Pressatildeo Atmosfeacuterica
Pressatildeo exercida pela atmosferaeacute variaacutevel com a altitude
Pressatildeo Manomeacutetrica
Pressatildeo medida acima da atmosfeacutericalida em um manocircmetro
Pressatildeo Absoluta
Eacute a pressatildeo totalEacute a soma das pressotildees
atm man
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15 m
10 mca
metrocoluna
aacutegua
PRESSAtildeO =FORCcedilA
AacuteREA
FORCcedilA = Peso da coluna de aacutegua
Peso especiacutefico X volume
1000 kgfm3 X 10 m3 = 10000 kgf
P =10000 kgf
(100 X 100) cm2= 1 kgfcm2
= 10 mca = 1 bar
Coluna de Aacutegua PRESSAtildeO
bull PRESSAtildeOConversotildeesde kgfcm2 para mca multiplique por 10de psi para kgfcm2 multiplique por 00703de kgfcm2 para psi multiplique por 14224de bar para kgfcm2 multiplique por 10197
de kgfcm2 para bar multiplique por 09807de psi para bar multiplique por 00717
CALOR
CALOR Energia teacutermica total de um fluido liacutequido ougasoso
UNIDADE kcal
UNIDADES DERIVADAS- Quantidade de Calor (kcalkg)
- Calor Especiacutefico (kcalkgGrau C)
- Fluxo de Calor (kcalh)
TEMPERATURA Eacute uma grandeza mensuraacutevelrelacionada ao fluxo de calor que pode ser medidadiretamente
CALOR
Conversotildees de Unidades
de btuh para kcalh multiplique por 0251
de kcalh para k jouleh multiplique por 4187
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ESCALAS DE TEMPERATURA
983089983088983088 983151983107 983091983095983091983084983089 983115
983107983109983116983123983113983125983123 983115983109983116983126983113983118 983110983105983112983122983109983118983112983109983113983124 983122983105983118983115983113983118983109
983090983089983090 983151983110 983094983095983089983084983094 983122
983088 983151983107
983085983090983095983091983084983089 983151983107
983090983095983091983084983089 983115
983085983092983093983097983084983094 983151983110983088 983115
983091983090 983151983110 983092983097983089983084983094 983122
983088 983122
983120983151983150983156983151 983140983141 983158983137983152983151983154
983120983151983150983156983151 983140983151 983143983141983148983151
983130983141983154983151 983137983138983155983151983148983157983156983151
Unidadesbull TEMPERATURAMeacutetrico - eacute uma medida em uma escala Centigrada ou
Celsius (oC)Britacircnico - usa-se a escala de Fahrenheit (oF)Internacional - usa-se a escala Kelvin (K)
Conversotildeesde oC para oF oF = (oC + 32)
deo
C para K K =o
C+2 7 3de oF para oC oC = (oF - 32)
95
95
Calor Sensiacutevel Latente e TotalTemperatura
Temperatura
liacutequido
liacutequido
vaporsaturado
vaporsaturado
vaporsuperaquecido
vaporsuperaquecido
Calor
Calor
aacutegua+vapor
calorsensiacutevel
calorlatente
calorsensiacutevel
calorsensiacutevel
+ calorlatente
= calortotal
MODOS DE TRANSFEREcircNCIA DECALOR
CONDUCcedilAtildeO Quando a transferecircncia eacute feita de moleacuteculaagrave moleacutecula sem que haja t ransporte dessasmoleacuteculas
CONVECCcedilAtildeO Quando a transferecircncia de calor eacute demoleacutecula agrave moleacutecula poreacutem haacute um
transporte simultacircneo de mateacuteria Asmoleacuteculas frias do fluido aquecem-see deslocam-se para regiotildees mais quentesquando esfriam deslocam-se para regiotildeesmais frias
IRRADIACcedilAtildeO Quando a transferecircncia se faz de um corpopara outro mesmo sem contato entre eles
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TREINAMENTO MOacuteDULO 983089 - 2015Seguranccedila em Operaccedilatildeo de Caldeiras
- FIAGRIL-
O QUE Eacute VAPOR
A Histoacuteria do Vapor
Natildeo eacute de hoje que o homem percebeu que o vaporpodia fazer as coisas se movimentaremNo primeiro seacuteculo da era cristatilde portanto haacute mais de1800 anos um estudioso chamado Heron deAlexandria construiu uma espeacutecie de turbina a vaporchamada eoliacutepila Nesse engenho enchia-se umaesfera de metal com aacutegua que produzia vapor que seexpandia e fazia a esfera girar quando saiacutea atraveacutes dedois bicos colocados em posiccedilotildees diametralmenteopostas Todavia embora isso movimentasse a esferanenhum trabalho uacutetil era produzido por esse
movimento e o saacutebio natildeo conseguiu ver nenhumautilidade praacutetica para seu invento
Muitos seacuteculos mais tarde a maacutequina a vapor foi aprimeira maneira eficiente de produzir energiaindependentemente da forccedila muscular do homem e doanimal e da forccedila do vento e das aacuteguas correntes
A invenccedilatildeo e o uso desta maacutequina foi uma das basestecnoloacutegicas da Revoluccedilatildeo Industrial Em sua formamais simples as maacutequinas a vapor usam o fato de quea aacutegua quando convertida em vapor se expande eocupa um volume de ateacute 1600 vezes maior do que ooriginal quando sob pressatildeo atmosfeacuterica
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- FIAGRIL-
Foi somente no seacuteculo XVII mais precisamente em 1690que o fiacutesico francecircs Denis Papin usou esse princiacutepio parabombear aacutegua O equipamento bastante rudimentar que eleinventou era composto de um pistatildeo dentro de um cilindroque ficava sobre uma fonte de calor e no qual se colocavauma pequena quantidade de aacutegua Quando a aacutegua setransformava em vapor a pressatildeo deste forccedilava o pistatildeo asubir
Entatildeo a fonte de calor era removida o que fazia o vaporesfriar e se condensar Isso criava um vaacutecuo parcial(pressatildeo abaixo da pressatildeo atmosfeacuterica) dentro do cilindro
Como a pressatildeo do ar acima do pistatildeo era a pressatildeoatmosfeacuterica ela o empurrava para baixo realizando otrabalho
Mas a utilizaccedilatildeo efetiva dessa tecnologia soacute se inicioucom a invenccedilatildeo de Thomas Savery patenteada em 1698e aperfeiccediloada em 1712 por Thomas Newcomen e JohnCalley
Nessa maacutequina o vapor gerado em uma caldeira eraenviado para um cilindro localizado em cima da caldeiraUm pistatildeo era puxado para cima por um contrapesoDepois que o cilindro ficava cheio de vapor injetava-seaacutegua nele fazendo o vapor condensar
Isso reduzia a pressatildeo dentro do cilindro e fazia o arexterno empurrar o pistatildeo para baixo Um balancim eraligado a uma haste que levantava o ecircmbolo quando opistatildeo se movia para baixo O vaacutecuo resultante retirava aaacutegua de poccedilos de mina inundados
Um construtor de instrumentos escocecircs chamado James
Watt notou que a maacutequina de Newcomen que usava amesma cacircmara para alternar vapor aquecido e vaporresfriado condensado desperdiccedilava combustiacutevel Por issoem 1765 ele projetou uma cacircmara condensadoraseparada refrigerada a aacutegua
Ela era equipada com uma bomba que mantinha umvaacutecuo parcial e uma vaacutelvula que retirava periodicamenteo vapor do cilindro Isso reduziu o consumo decombustiacutevel em 75 Essa maacutequina correspondeaproximadamente agrave moderna maacutequina a vapor
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- FIAGRIL-
Em 1782 ele projetou e patenteou a maacutequina rotativa deaccedilatildeo dupla na qual o vapor era introduzido de ambos oslados do pistatildeo de modo a produzir um movimento paracima e para baixo Isso tornou possiacutevel prender o ecircmbolodo pistatildeo a uma manivela ou um conjunto de engrenagenspara produzir movimento rotativo e permitiu que essamaacutequina pudesse ser usada para impulsionarmecanismos girar rodas de carroccedilas ou paacutes paramovimentar navios em rios
No fim do seacuteculo XVIII as maacutequinas a vapor produzidaspor Watt e seu companheiro Matthew Boulton forneciam
energia para faacutebricas moinhos e bombas na Europa e naAmeacuterica
O aparecimento das caldeiras que podiam operar comaltas pressotildees e que foram desenvolvidas por RichardTrevithick na Inglaterra e por Oliver Evans nos EstadosUnidos no iniacutecio do seacuteculo XIX tornou se a base para arevoluccedilatildeo dos transportes uma vez que elas podiam serusadas para movimentar locomotivas barcos fluviais edepois navios
A maacutequina a vapor tornou-se a principal fonte produtorade trabalho do seacuteculo XIX e seu desenvolvimento se deuno esforccedilo de melhorar seu rendimento a confiabilidadee a relaccedilatildeo pesopotecircncia O advento da energia eleacutetricae do motor de combustatildeo interna no seacuteculo XX todaviacondenaram pouco a pouco nos paiacuteses mais
industrializados a maacutequina a vapor ao quaseesquecimento
No seacuteculo XX a maacutequina a vapor como fornecedora deenergia foi sendo substituiacuteda por
bull Turbinas a vapor para a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica
bull Motores de combustatildeo interna para transporte
bull Geradores para fontes portaacuteteis de energiabull Motores eleacutetricos para uso industrial e domeacutestico
Mesmo assim o vapor ainda hoje tem extensa aplicaccedilatildeoindustrial nas mais diversas formas dependendo do tipode induacutestria e da regiatildeo onde estaacute instalada
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O Que eacute Vapor
Como outras substacircncias a aacutegua pode se apresentarnos estados soacutelido (gelo) liacutequido (aacutegua) e gasoso(vapor) Neste curso estudaremos a aacutegua nos estadosliacutequido gasoso e a transiccedilatildeo de um estado para outro
Ao cedermos calor para a aacutegua sua temperatura aumentaateacute atingir um determinado valor A partir deste a aacuteguanatildeo tem mais como se manter em estado liacutequido
Esse valor corresponde ao PONTO DE EBULICcedilAtildeO isto eacutequalquer adiccedilatildeo de calor faraacute com que parte desta aacuteguaferva se transformando em vapor
Podemos considerar de forma sinteacutetica que vapor nadamais eacute que a uniatildeo do elemento quiacutemico AacuteGUA com oelemento fiacutesico ENERGIA OU CALOR
O Que eacute Vapor
AacuteGUA + CALOR
Por Que Se Utiliza Vaporbull O vapor eacute gerado agrave partir da aacutegua fluiacutedo relativamentebarato e acessiacutevel em grande parte do planeta
bull Sua temperatura pode ser ajustada com precisatildeocontrolando sua pressatildeo atraveacutes de vaacutelvulas
bullTransporta grandes quantidades de energia com poucamassa e ao retornar ao estado liacutequido cede essa energiaao meio que se deseja aquecer
bull Eacute facilmente transportado atraveacutes de tubulaccedilotildees podendopercorrer grandes distacircncias entre os pontos de geraccedilatildeo eutilizaccedilatildeo
Viacutedeo
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85
Tipos de Vapor
VAPOR SATURADOPara aquecimento
VAPOR SUPERAQUECIDOPara geraccedilatildeo de energia 15
Tipos de Vapor
bull VAPOR SATURADOVapor frequentemente em contato coma parte liacutequida e em equiliacutebrio teacutermicocom a mesma
bull VAPOR SUPERAQUECIDOVapor que se encontra a temperatura
acima da temperatura do vapor saturado
Geraccedilatildeo de Energia
gerador de
energia eleacutetrica
Vapor superaquecido
Geradorde vapor
Turbina
Utilizaccedilatildeo
Distribuiccedilatildeo
Geraccedilatildeo
Aquecimento
Retorno
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Sistema Tiacutepico de Vapor
CaldeiraBomba
Tanque deAlimentaccedilatildeo
Aacutegua deMake-up
TanquesSerpentinados
Condensado
Condensado
Vapor
Vapor
Vapor
Trocadoresde Calor
Sistemade
Aquecimento
Panelotildees
Utilizaccedilotildees
983082VAPOR SATURADOUtilizado para processos de aquecimentoMotivos - melhor aproveitamento teacutermico
- menor custo de geraccedilatildeo983082VAPOR SUPERAQUECIDO
Utilizado para movimentaccedilatildeo de maacutequinasMotivo necessidade de vapor isento
de aacutegua
Unidades
bull VAZAtildeO
Meacutetrico kghBritacircnico gpm (galotildeesmin)Internacional m3s
Natildeo Confundir
VAZAtildeO Volume de um fluido por unidade de tempo
Volume
Tempo
kg
hm3
h= =
COM
PRESSAtildeO Forccedila aplicada por unidade de aacuterea
Forccedila
Aacuterea
kgf
cm2
lbpol2
= =
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Unidades
bull DENSIDADE Eacute a massa ocupada porum determinado fluido por unidade devolume
UNIDADES kgm3 (Sistema MeacutetricoInternacional)
lbft3 (Sistema Britacircnico)
Unidades
bull VOLUME ESPECIacuteFICO Eacute o volumeocupado por um determinado fluidopor unidade de massa
UNIDADES m3kg
Produccedilatildeo de Vapor
Temperatura
Calor
Pressatildeoconstante
Temperatura
Calorconstante
Temperatura
Calor
t2
t1
Volume
Temperatura
Produccedilatildeo de Vapor
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Tempe-ratura
deebuliccedilatildeo
Temperatura
Calor
Temperaturade ebuliccedilatildeot3
Produccedilatildeo de Vapor
Tempe-ratura
deebuliccedilatildeo
Temperatura
Calor
t4
Produccedilatildeo de Vapor
4
Temperatura
constante
Temperatura
t5
Calor
Produccedilatildeo de Vapor
5
Temperatura
Calor
t6Temperatura
Produccedilatildeo de Vapor
6
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Tabela de Vapor Saturado
Pressatildeorelativa Temp
Calorsensiacutevel
Calorlatente
Calortotal
VolumeEspeciacutefico
bar kgfcm2 ordmC kcalkg kcalkg kcalkg m3kg
0 1 991 991 5394 6385 17251 2 1196 1199 5259 6458 09022 3 1329 1334 5169 6503 06163 4 1429 1436 5098 6534 04704 5 1511 1521 5037 6558 03815 6 1581 1593 4985 6578 03216 7 1642 1656 4938 6594 02777 8 1696 1713 4895 6608 02448 9 1745 1764 4856 6620 02189 10 1790 1812 4818 6630 019810 11 1832 1856 4783 6639 018011 12 1871 1897 4750 6647 016612 13 1907 1935 4719 6654 015413 14 1941 1971 4689 6660 014314 15 1974 2006 4660 6666 0134
Pressatildeoabsoluta
Vapor Saturado
SECO Ele natildeo varia de temperatura como tiacutetulo igual a 100 ou seja todamassa eacute vapor
UacuteMIDO Ele natildeo varia de temperatura como tiacutetulo variando de 0 a 100
Grau de SuperaquecimentoEacute a diferenccedila entre a temperatura do vapor
superaquecido e a temperatura do vapor
saturado a uma determinada pressatildeo
Exemplo
Vapor saturadouacutemido
Vapor saturadoseco
Vapor superaquecido
P = 10 kgfcm2
T = 1832 oCP = 10 kgfcm2
T = 220 oCP = 10 kgfcm2
T = 1832 oC
Tiacutetulo ou Qualidade do Vapor
Eacute a porcentagem de vapor existente em uma mistura devapor saturado Portanto se tivermos 1 kg de vapor
saturado com tiacutetulo X = 75 075 kg dessa massaseraacute vapor e 025 kg seraacute aacutegua
X = MASSA DE VAPOR x 100
(MASSA DE VAPOR + AacuteGUA)
05
06
07
08
09
10
60 70 80 90 10050
Tiacutetulo
uso
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1 m1 m
10 m
15 m
10 mca
metrocoluna
aacutegua
PRESSAtildeO =FORCcedilA
AacuteREA
FORCcedilA = Peso da coluna de aacutegua
Peso especiacutefico X volume
1000 kgfm3 X 10 m3 = 10000 kgf
P =10000 kgf
(100 X 100) cm2= 1 kgfcm2
= 10 mca = 1 bar
Coluna de Aacutegua PRESSAtildeO
bull PRESSAtildeOConversotildeesde kgfcm2 para mca multiplique por 10de psi para kgfcm2 multiplique por 00703de kgfcm2 para psi multiplique por 14224de bar para kgfcm2 multiplique por 10197
de kgfcm2 para bar multiplique por 09807de psi para bar multiplique por 00717
CALOR
CALOR Energia teacutermica total de um fluido liacutequido ougasoso
UNIDADE kcal
UNIDADES DERIVADAS- Quantidade de Calor (kcalkg)
- Calor Especiacutefico (kcalkgGrau C)
- Fluxo de Calor (kcalh)
TEMPERATURA Eacute uma grandeza mensuraacutevelrelacionada ao fluxo de calor que pode ser medidadiretamente
CALOR
Conversotildees de Unidades
de btuh para kcalh multiplique por 0251
de kcalh para k jouleh multiplique por 4187
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- FIAGRIL-
ESCALAS DE TEMPERATURA
983089983088983088 983151983107 983091983095983091983084983089 983115
983107983109983116983123983113983125983123 983115983109983116983126983113983118 983110983105983112983122983109983118983112983109983113983124 983122983105983118983115983113983118983109
983090983089983090 983151983110 983094983095983089983084983094 983122
983088 983151983107
983085983090983095983091983084983089 983151983107
983090983095983091983084983089 983115
983085983092983093983097983084983094 983151983110983088 983115
983091983090 983151983110 983092983097983089983084983094 983122
983088 983122
983120983151983150983156983151 983140983141 983158983137983152983151983154
983120983151983150983156983151 983140983151 983143983141983148983151
983130983141983154983151 983137983138983155983151983148983157983156983151
Unidadesbull TEMPERATURAMeacutetrico - eacute uma medida em uma escala Centigrada ou
Celsius (oC)Britacircnico - usa-se a escala de Fahrenheit (oF)Internacional - usa-se a escala Kelvin (K)
Conversotildeesde oC para oF oF = (oC + 32)
deo
C para K K =o
C+2 7 3de oF para oC oC = (oF - 32)
95
95
Calor Sensiacutevel Latente e TotalTemperatura
Temperatura
liacutequido
liacutequido
vaporsaturado
vaporsaturado
vaporsuperaquecido
vaporsuperaquecido
Calor
Calor
aacutegua+vapor
calorsensiacutevel
calorlatente
calorsensiacutevel
calorsensiacutevel
+ calorlatente
= calortotal
MODOS DE TRANSFEREcircNCIA DECALOR
CONDUCcedilAtildeO Quando a transferecircncia eacute feita de moleacuteculaagrave moleacutecula sem que haja t ransporte dessasmoleacuteculas
CONVECCcedilAtildeO Quando a transferecircncia de calor eacute demoleacutecula agrave moleacutecula poreacutem haacute um
transporte simultacircneo de mateacuteria Asmoleacuteculas frias do fluido aquecem-see deslocam-se para regiotildees mais quentesquando esfriam deslocam-se para regiotildeesmais frias
IRRADIACcedilAtildeO Quando a transferecircncia se faz de um corpopara outro mesmo sem contato entre eles
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O QUE Eacute VAPOR
A Histoacuteria do Vapor
Natildeo eacute de hoje que o homem percebeu que o vaporpodia fazer as coisas se movimentaremNo primeiro seacuteculo da era cristatilde portanto haacute mais de1800 anos um estudioso chamado Heron deAlexandria construiu uma espeacutecie de turbina a vaporchamada eoliacutepila Nesse engenho enchia-se umaesfera de metal com aacutegua que produzia vapor que seexpandia e fazia a esfera girar quando saiacutea atraveacutes dedois bicos colocados em posiccedilotildees diametralmenteopostas Todavia embora isso movimentasse a esferanenhum trabalho uacutetil era produzido por esse
movimento e o saacutebio natildeo conseguiu ver nenhumautilidade praacutetica para seu invento
Muitos seacuteculos mais tarde a maacutequina a vapor foi aprimeira maneira eficiente de produzir energiaindependentemente da forccedila muscular do homem e doanimal e da forccedila do vento e das aacuteguas correntes
A invenccedilatildeo e o uso desta maacutequina foi uma das basestecnoloacutegicas da Revoluccedilatildeo Industrial Em sua formamais simples as maacutequinas a vapor usam o fato de quea aacutegua quando convertida em vapor se expande eocupa um volume de ateacute 1600 vezes maior do que ooriginal quando sob pressatildeo atmosfeacuterica
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Foi somente no seacuteculo XVII mais precisamente em 1690que o fiacutesico francecircs Denis Papin usou esse princiacutepio parabombear aacutegua O equipamento bastante rudimentar que eleinventou era composto de um pistatildeo dentro de um cilindroque ficava sobre uma fonte de calor e no qual se colocavauma pequena quantidade de aacutegua Quando a aacutegua setransformava em vapor a pressatildeo deste forccedilava o pistatildeo asubir
Entatildeo a fonte de calor era removida o que fazia o vaporesfriar e se condensar Isso criava um vaacutecuo parcial(pressatildeo abaixo da pressatildeo atmosfeacuterica) dentro do cilindro
Como a pressatildeo do ar acima do pistatildeo era a pressatildeoatmosfeacuterica ela o empurrava para baixo realizando otrabalho
Mas a utilizaccedilatildeo efetiva dessa tecnologia soacute se inicioucom a invenccedilatildeo de Thomas Savery patenteada em 1698e aperfeiccediloada em 1712 por Thomas Newcomen e JohnCalley
Nessa maacutequina o vapor gerado em uma caldeira eraenviado para um cilindro localizado em cima da caldeiraUm pistatildeo era puxado para cima por um contrapesoDepois que o cilindro ficava cheio de vapor injetava-seaacutegua nele fazendo o vapor condensar
Isso reduzia a pressatildeo dentro do cilindro e fazia o arexterno empurrar o pistatildeo para baixo Um balancim eraligado a uma haste que levantava o ecircmbolo quando opistatildeo se movia para baixo O vaacutecuo resultante retirava aaacutegua de poccedilos de mina inundados
Um construtor de instrumentos escocecircs chamado James
Watt notou que a maacutequina de Newcomen que usava amesma cacircmara para alternar vapor aquecido e vaporresfriado condensado desperdiccedilava combustiacutevel Por issoem 1765 ele projetou uma cacircmara condensadoraseparada refrigerada a aacutegua
Ela era equipada com uma bomba que mantinha umvaacutecuo parcial e uma vaacutelvula que retirava periodicamenteo vapor do cilindro Isso reduziu o consumo decombustiacutevel em 75 Essa maacutequina correspondeaproximadamente agrave moderna maacutequina a vapor
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- FIAGRIL-
Em 1782 ele projetou e patenteou a maacutequina rotativa deaccedilatildeo dupla na qual o vapor era introduzido de ambos oslados do pistatildeo de modo a produzir um movimento paracima e para baixo Isso tornou possiacutevel prender o ecircmbolodo pistatildeo a uma manivela ou um conjunto de engrenagenspara produzir movimento rotativo e permitiu que essamaacutequina pudesse ser usada para impulsionarmecanismos girar rodas de carroccedilas ou paacutes paramovimentar navios em rios
No fim do seacuteculo XVIII as maacutequinas a vapor produzidaspor Watt e seu companheiro Matthew Boulton forneciam
energia para faacutebricas moinhos e bombas na Europa e naAmeacuterica
O aparecimento das caldeiras que podiam operar comaltas pressotildees e que foram desenvolvidas por RichardTrevithick na Inglaterra e por Oliver Evans nos EstadosUnidos no iniacutecio do seacuteculo XIX tornou se a base para arevoluccedilatildeo dos transportes uma vez que elas podiam serusadas para movimentar locomotivas barcos fluviais edepois navios
A maacutequina a vapor tornou-se a principal fonte produtorade trabalho do seacuteculo XIX e seu desenvolvimento se deuno esforccedilo de melhorar seu rendimento a confiabilidadee a relaccedilatildeo pesopotecircncia O advento da energia eleacutetricae do motor de combustatildeo interna no seacuteculo XX todaviacondenaram pouco a pouco nos paiacuteses mais
industrializados a maacutequina a vapor ao quaseesquecimento
No seacuteculo XX a maacutequina a vapor como fornecedora deenergia foi sendo substituiacuteda por
bull Turbinas a vapor para a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica
bull Motores de combustatildeo interna para transporte
bull Geradores para fontes portaacuteteis de energiabull Motores eleacutetricos para uso industrial e domeacutestico
Mesmo assim o vapor ainda hoje tem extensa aplicaccedilatildeoindustrial nas mais diversas formas dependendo do tipode induacutestria e da regiatildeo onde estaacute instalada
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TREINAMENTO MOacuteDULO 983089 - 2015Seguranccedila em Operaccedilatildeo de Caldeiras
- FIAGRIL-
O Que eacute Vapor
Como outras substacircncias a aacutegua pode se apresentarnos estados soacutelido (gelo) liacutequido (aacutegua) e gasoso(vapor) Neste curso estudaremos a aacutegua nos estadosliacutequido gasoso e a transiccedilatildeo de um estado para outro
Ao cedermos calor para a aacutegua sua temperatura aumentaateacute atingir um determinado valor A partir deste a aacuteguanatildeo tem mais como se manter em estado liacutequido
Esse valor corresponde ao PONTO DE EBULICcedilAtildeO isto eacutequalquer adiccedilatildeo de calor faraacute com que parte desta aacuteguaferva se transformando em vapor
Podemos considerar de forma sinteacutetica que vapor nadamais eacute que a uniatildeo do elemento quiacutemico AacuteGUA com oelemento fiacutesico ENERGIA OU CALOR
O Que eacute Vapor
AacuteGUA + CALOR
Por Que Se Utiliza Vaporbull O vapor eacute gerado agrave partir da aacutegua fluiacutedo relativamentebarato e acessiacutevel em grande parte do planeta
bull Sua temperatura pode ser ajustada com precisatildeocontrolando sua pressatildeo atraveacutes de vaacutelvulas
bullTransporta grandes quantidades de energia com poucamassa e ao retornar ao estado liacutequido cede essa energiaao meio que se deseja aquecer
bull Eacute facilmente transportado atraveacutes de tubulaccedilotildees podendopercorrer grandes distacircncias entre os pontos de geraccedilatildeo eutilizaccedilatildeo
Viacutedeo
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85
Tipos de Vapor
VAPOR SATURADOPara aquecimento
VAPOR SUPERAQUECIDOPara geraccedilatildeo de energia 15
Tipos de Vapor
bull VAPOR SATURADOVapor frequentemente em contato coma parte liacutequida e em equiliacutebrio teacutermicocom a mesma
bull VAPOR SUPERAQUECIDOVapor que se encontra a temperatura
acima da temperatura do vapor saturado
Geraccedilatildeo de Energia
gerador de
energia eleacutetrica
Vapor superaquecido
Geradorde vapor
Turbina
Utilizaccedilatildeo
Distribuiccedilatildeo
Geraccedilatildeo
Aquecimento
Retorno
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Sistema Tiacutepico de Vapor
CaldeiraBomba
Tanque deAlimentaccedilatildeo
Aacutegua deMake-up
TanquesSerpentinados
Condensado
Condensado
Vapor
Vapor
Vapor
Trocadoresde Calor
Sistemade
Aquecimento
Panelotildees
Utilizaccedilotildees
983082VAPOR SATURADOUtilizado para processos de aquecimentoMotivos - melhor aproveitamento teacutermico
- menor custo de geraccedilatildeo983082VAPOR SUPERAQUECIDO
Utilizado para movimentaccedilatildeo de maacutequinasMotivo necessidade de vapor isento
de aacutegua
Unidades
bull VAZAtildeO
Meacutetrico kghBritacircnico gpm (galotildeesmin)Internacional m3s
Natildeo Confundir
VAZAtildeO Volume de um fluido por unidade de tempo
Volume
Tempo
kg
hm3
h= =
COM
PRESSAtildeO Forccedila aplicada por unidade de aacuterea
Forccedila
Aacuterea
kgf
cm2
lbpol2
= =
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Unidades
bull DENSIDADE Eacute a massa ocupada porum determinado fluido por unidade devolume
UNIDADES kgm3 (Sistema MeacutetricoInternacional)
lbft3 (Sistema Britacircnico)
Unidades
bull VOLUME ESPECIacuteFICO Eacute o volumeocupado por um determinado fluidopor unidade de massa
UNIDADES m3kg
Produccedilatildeo de Vapor
Temperatura
Calor
Pressatildeoconstante
Temperatura
Calorconstante
Temperatura
Calor
t2
t1
Volume
Temperatura
Produccedilatildeo de Vapor
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- FIAGRIL-
Tempe-ratura
deebuliccedilatildeo
Temperatura
Calor
Temperaturade ebuliccedilatildeot3
Produccedilatildeo de Vapor
Tempe-ratura
deebuliccedilatildeo
Temperatura
Calor
t4
Produccedilatildeo de Vapor
4
Temperatura
constante
Temperatura
t5
Calor
Produccedilatildeo de Vapor
5
Temperatura
Calor
t6Temperatura
Produccedilatildeo de Vapor
6
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Tabela de Vapor Saturado
Pressatildeorelativa Temp
Calorsensiacutevel
Calorlatente
Calortotal
VolumeEspeciacutefico
bar kgfcm2 ordmC kcalkg kcalkg kcalkg m3kg
0 1 991 991 5394 6385 17251 2 1196 1199 5259 6458 09022 3 1329 1334 5169 6503 06163 4 1429 1436 5098 6534 04704 5 1511 1521 5037 6558 03815 6 1581 1593 4985 6578 03216 7 1642 1656 4938 6594 02777 8 1696 1713 4895 6608 02448 9 1745 1764 4856 6620 02189 10 1790 1812 4818 6630 019810 11 1832 1856 4783 6639 018011 12 1871 1897 4750 6647 016612 13 1907 1935 4719 6654 015413 14 1941 1971 4689 6660 014314 15 1974 2006 4660 6666 0134
Pressatildeoabsoluta
Vapor Saturado
SECO Ele natildeo varia de temperatura como tiacutetulo igual a 100 ou seja todamassa eacute vapor
UacuteMIDO Ele natildeo varia de temperatura como tiacutetulo variando de 0 a 100
Grau de SuperaquecimentoEacute a diferenccedila entre a temperatura do vapor
superaquecido e a temperatura do vapor
saturado a uma determinada pressatildeo
Exemplo
Vapor saturadouacutemido
Vapor saturadoseco
Vapor superaquecido
P = 10 kgfcm2
T = 1832 oCP = 10 kgfcm2
T = 220 oCP = 10 kgfcm2
T = 1832 oC
Tiacutetulo ou Qualidade do Vapor
Eacute a porcentagem de vapor existente em uma mistura devapor saturado Portanto se tivermos 1 kg de vapor
saturado com tiacutetulo X = 75 075 kg dessa massaseraacute vapor e 025 kg seraacute aacutegua
X = MASSA DE VAPOR x 100
(MASSA DE VAPOR + AacuteGUA)
05
06
07
08
09
10
60 70 80 90 10050
Tiacutetulo
uso
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ESCALAS DE TEMPERATURA
983089983088983088 983151983107 983091983095983091983084983089 983115
983107983109983116983123983113983125983123 983115983109983116983126983113983118 983110983105983112983122983109983118983112983109983113983124 983122983105983118983115983113983118983109
983090983089983090 983151983110 983094983095983089983084983094 983122
983088 983151983107
983085983090983095983091983084983089 983151983107
983090983095983091983084983089 983115
983085983092983093983097983084983094 983151983110983088 983115
983091983090 983151983110 983092983097983089983084983094 983122
983088 983122
983120983151983150983156983151 983140983141 983158983137983152983151983154
983120983151983150983156983151 983140983151 983143983141983148983151
983130983141983154983151 983137983138983155983151983148983157983156983151
Unidadesbull TEMPERATURAMeacutetrico - eacute uma medida em uma escala Centigrada ou
Celsius (oC)Britacircnico - usa-se a escala de Fahrenheit (oF)Internacional - usa-se a escala Kelvin (K)
Conversotildeesde oC para oF oF = (oC + 32)
deo
C para K K =o
C+2 7 3de oF para oC oC = (oF - 32)
95
95
Calor Sensiacutevel Latente e TotalTemperatura
Temperatura
liacutequido
liacutequido
vaporsaturado
vaporsaturado
vaporsuperaquecido
vaporsuperaquecido
Calor
Calor
aacutegua+vapor
calorsensiacutevel
calorlatente
calorsensiacutevel
calorsensiacutevel
+ calorlatente
= calortotal
MODOS DE TRANSFEREcircNCIA DECALOR
CONDUCcedilAtildeO Quando a transferecircncia eacute feita de moleacuteculaagrave moleacutecula sem que haja t ransporte dessasmoleacuteculas
CONVECCcedilAtildeO Quando a transferecircncia de calor eacute demoleacutecula agrave moleacutecula poreacutem haacute um
transporte simultacircneo de mateacuteria Asmoleacuteculas frias do fluido aquecem-see deslocam-se para regiotildees mais quentesquando esfriam deslocam-se para regiotildeesmais frias
IRRADIACcedilAtildeO Quando a transferecircncia se faz de um corpopara outro mesmo sem contato entre eles
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O QUE Eacute VAPOR
A Histoacuteria do Vapor
Natildeo eacute de hoje que o homem percebeu que o vaporpodia fazer as coisas se movimentaremNo primeiro seacuteculo da era cristatilde portanto haacute mais de1800 anos um estudioso chamado Heron deAlexandria construiu uma espeacutecie de turbina a vaporchamada eoliacutepila Nesse engenho enchia-se umaesfera de metal com aacutegua que produzia vapor que seexpandia e fazia a esfera girar quando saiacutea atraveacutes dedois bicos colocados em posiccedilotildees diametralmenteopostas Todavia embora isso movimentasse a esferanenhum trabalho uacutetil era produzido por esse
movimento e o saacutebio natildeo conseguiu ver nenhumautilidade praacutetica para seu invento
Muitos seacuteculos mais tarde a maacutequina a vapor foi aprimeira maneira eficiente de produzir energiaindependentemente da forccedila muscular do homem e doanimal e da forccedila do vento e das aacuteguas correntes
A invenccedilatildeo e o uso desta maacutequina foi uma das basestecnoloacutegicas da Revoluccedilatildeo Industrial Em sua formamais simples as maacutequinas a vapor usam o fato de quea aacutegua quando convertida em vapor se expande eocupa um volume de ateacute 1600 vezes maior do que ooriginal quando sob pressatildeo atmosfeacuterica
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Foi somente no seacuteculo XVII mais precisamente em 1690que o fiacutesico francecircs Denis Papin usou esse princiacutepio parabombear aacutegua O equipamento bastante rudimentar que eleinventou era composto de um pistatildeo dentro de um cilindroque ficava sobre uma fonte de calor e no qual se colocavauma pequena quantidade de aacutegua Quando a aacutegua setransformava em vapor a pressatildeo deste forccedilava o pistatildeo asubir
Entatildeo a fonte de calor era removida o que fazia o vaporesfriar e se condensar Isso criava um vaacutecuo parcial(pressatildeo abaixo da pressatildeo atmosfeacuterica) dentro do cilindro
Como a pressatildeo do ar acima do pistatildeo era a pressatildeoatmosfeacuterica ela o empurrava para baixo realizando otrabalho
Mas a utilizaccedilatildeo efetiva dessa tecnologia soacute se inicioucom a invenccedilatildeo de Thomas Savery patenteada em 1698e aperfeiccediloada em 1712 por Thomas Newcomen e JohnCalley
Nessa maacutequina o vapor gerado em uma caldeira eraenviado para um cilindro localizado em cima da caldeiraUm pistatildeo era puxado para cima por um contrapesoDepois que o cilindro ficava cheio de vapor injetava-seaacutegua nele fazendo o vapor condensar
Isso reduzia a pressatildeo dentro do cilindro e fazia o arexterno empurrar o pistatildeo para baixo Um balancim eraligado a uma haste que levantava o ecircmbolo quando opistatildeo se movia para baixo O vaacutecuo resultante retirava aaacutegua de poccedilos de mina inundados
Um construtor de instrumentos escocecircs chamado James
Watt notou que a maacutequina de Newcomen que usava amesma cacircmara para alternar vapor aquecido e vaporresfriado condensado desperdiccedilava combustiacutevel Por issoem 1765 ele projetou uma cacircmara condensadoraseparada refrigerada a aacutegua
Ela era equipada com uma bomba que mantinha umvaacutecuo parcial e uma vaacutelvula que retirava periodicamenteo vapor do cilindro Isso reduziu o consumo decombustiacutevel em 75 Essa maacutequina correspondeaproximadamente agrave moderna maacutequina a vapor
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Em 1782 ele projetou e patenteou a maacutequina rotativa deaccedilatildeo dupla na qual o vapor era introduzido de ambos oslados do pistatildeo de modo a produzir um movimento paracima e para baixo Isso tornou possiacutevel prender o ecircmbolodo pistatildeo a uma manivela ou um conjunto de engrenagenspara produzir movimento rotativo e permitiu que essamaacutequina pudesse ser usada para impulsionarmecanismos girar rodas de carroccedilas ou paacutes paramovimentar navios em rios
No fim do seacuteculo XVIII as maacutequinas a vapor produzidaspor Watt e seu companheiro Matthew Boulton forneciam
energia para faacutebricas moinhos e bombas na Europa e naAmeacuterica
O aparecimento das caldeiras que podiam operar comaltas pressotildees e que foram desenvolvidas por RichardTrevithick na Inglaterra e por Oliver Evans nos EstadosUnidos no iniacutecio do seacuteculo XIX tornou se a base para arevoluccedilatildeo dos transportes uma vez que elas podiam serusadas para movimentar locomotivas barcos fluviais edepois navios
A maacutequina a vapor tornou-se a principal fonte produtorade trabalho do seacuteculo XIX e seu desenvolvimento se deuno esforccedilo de melhorar seu rendimento a confiabilidadee a relaccedilatildeo pesopotecircncia O advento da energia eleacutetricae do motor de combustatildeo interna no seacuteculo XX todaviacondenaram pouco a pouco nos paiacuteses mais
industrializados a maacutequina a vapor ao quaseesquecimento
No seacuteculo XX a maacutequina a vapor como fornecedora deenergia foi sendo substituiacuteda por
bull Turbinas a vapor para a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica
bull Motores de combustatildeo interna para transporte
bull Geradores para fontes portaacuteteis de energiabull Motores eleacutetricos para uso industrial e domeacutestico
Mesmo assim o vapor ainda hoje tem extensa aplicaccedilatildeoindustrial nas mais diversas formas dependendo do tipode induacutestria e da regiatildeo onde estaacute instalada
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O Que eacute Vapor
Como outras substacircncias a aacutegua pode se apresentarnos estados soacutelido (gelo) liacutequido (aacutegua) e gasoso(vapor) Neste curso estudaremos a aacutegua nos estadosliacutequido gasoso e a transiccedilatildeo de um estado para outro
Ao cedermos calor para a aacutegua sua temperatura aumentaateacute atingir um determinado valor A partir deste a aacuteguanatildeo tem mais como se manter em estado liacutequido
Esse valor corresponde ao PONTO DE EBULICcedilAtildeO isto eacutequalquer adiccedilatildeo de calor faraacute com que parte desta aacuteguaferva se transformando em vapor
Podemos considerar de forma sinteacutetica que vapor nadamais eacute que a uniatildeo do elemento quiacutemico AacuteGUA com oelemento fiacutesico ENERGIA OU CALOR
O Que eacute Vapor
AacuteGUA + CALOR
Por Que Se Utiliza Vaporbull O vapor eacute gerado agrave partir da aacutegua fluiacutedo relativamentebarato e acessiacutevel em grande parte do planeta
bull Sua temperatura pode ser ajustada com precisatildeocontrolando sua pressatildeo atraveacutes de vaacutelvulas
bullTransporta grandes quantidades de energia com poucamassa e ao retornar ao estado liacutequido cede essa energiaao meio que se deseja aquecer
bull Eacute facilmente transportado atraveacutes de tubulaccedilotildees podendopercorrer grandes distacircncias entre os pontos de geraccedilatildeo eutilizaccedilatildeo
Viacutedeo
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Tipos de Vapor
VAPOR SATURADOPara aquecimento
VAPOR SUPERAQUECIDOPara geraccedilatildeo de energia 15
Tipos de Vapor
bull VAPOR SATURADOVapor frequentemente em contato coma parte liacutequida e em equiliacutebrio teacutermicocom a mesma
bull VAPOR SUPERAQUECIDOVapor que se encontra a temperatura
acima da temperatura do vapor saturado
Geraccedilatildeo de Energia
gerador de
energia eleacutetrica
Vapor superaquecido
Geradorde vapor
Turbina
Utilizaccedilatildeo
Distribuiccedilatildeo
Geraccedilatildeo
Aquecimento
Retorno
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Sistema Tiacutepico de Vapor
CaldeiraBomba
Tanque deAlimentaccedilatildeo
Aacutegua deMake-up
TanquesSerpentinados
Condensado
Condensado
Vapor
Vapor
Vapor
Trocadoresde Calor
Sistemade
Aquecimento
Panelotildees
Utilizaccedilotildees
983082VAPOR SATURADOUtilizado para processos de aquecimentoMotivos - melhor aproveitamento teacutermico
- menor custo de geraccedilatildeo983082VAPOR SUPERAQUECIDO
Utilizado para movimentaccedilatildeo de maacutequinasMotivo necessidade de vapor isento
de aacutegua
Unidades
bull VAZAtildeO
Meacutetrico kghBritacircnico gpm (galotildeesmin)Internacional m3s
Natildeo Confundir
VAZAtildeO Volume de um fluido por unidade de tempo
Volume
Tempo
kg
hm3
h= =
COM
PRESSAtildeO Forccedila aplicada por unidade de aacuterea
Forccedila
Aacuterea
kgf
cm2
lbpol2
= =
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Unidades
bull DENSIDADE Eacute a massa ocupada porum determinado fluido por unidade devolume
UNIDADES kgm3 (Sistema MeacutetricoInternacional)
lbft3 (Sistema Britacircnico)
Unidades
bull VOLUME ESPECIacuteFICO Eacute o volumeocupado por um determinado fluidopor unidade de massa
UNIDADES m3kg
Produccedilatildeo de Vapor
Temperatura
Calor
Pressatildeoconstante
Temperatura
Calorconstante
Temperatura
Calor
t2
t1
Volume
Temperatura
Produccedilatildeo de Vapor
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Tempe-ratura
deebuliccedilatildeo
Temperatura
Calor
Temperaturade ebuliccedilatildeot3
Produccedilatildeo de Vapor
Tempe-ratura
deebuliccedilatildeo
Temperatura
Calor
t4
Produccedilatildeo de Vapor
4
Temperatura
constante
Temperatura
t5
Calor
Produccedilatildeo de Vapor
5
Temperatura
Calor
t6Temperatura
Produccedilatildeo de Vapor
6
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Tabela de Vapor Saturado
Pressatildeorelativa Temp
Calorsensiacutevel
Calorlatente
Calortotal
VolumeEspeciacutefico
bar kgfcm2 ordmC kcalkg kcalkg kcalkg m3kg
0 1 991 991 5394 6385 17251 2 1196 1199 5259 6458 09022 3 1329 1334 5169 6503 06163 4 1429 1436 5098 6534 04704 5 1511 1521 5037 6558 03815 6 1581 1593 4985 6578 03216 7 1642 1656 4938 6594 02777 8 1696 1713 4895 6608 02448 9 1745 1764 4856 6620 02189 10 1790 1812 4818 6630 019810 11 1832 1856 4783 6639 018011 12 1871 1897 4750 6647 016612 13 1907 1935 4719 6654 015413 14 1941 1971 4689 6660 014314 15 1974 2006 4660 6666 0134
Pressatildeoabsoluta
Vapor Saturado
SECO Ele natildeo varia de temperatura como tiacutetulo igual a 100 ou seja todamassa eacute vapor
UacuteMIDO Ele natildeo varia de temperatura como tiacutetulo variando de 0 a 100
Grau de SuperaquecimentoEacute a diferenccedila entre a temperatura do vapor
superaquecido e a temperatura do vapor
saturado a uma determinada pressatildeo
Exemplo
Vapor saturadouacutemido
Vapor saturadoseco
Vapor superaquecido
P = 10 kgfcm2
T = 1832 oCP = 10 kgfcm2
T = 220 oCP = 10 kgfcm2
T = 1832 oC
Tiacutetulo ou Qualidade do Vapor
Eacute a porcentagem de vapor existente em uma mistura devapor saturado Portanto se tivermos 1 kg de vapor
saturado com tiacutetulo X = 75 075 kg dessa massaseraacute vapor e 025 kg seraacute aacutegua
X = MASSA DE VAPOR x 100
(MASSA DE VAPOR + AacuteGUA)
05
06
07
08
09
10
60 70 80 90 10050
Tiacutetulo
uso
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O QUE Eacute VAPOR
A Histoacuteria do Vapor
Natildeo eacute de hoje que o homem percebeu que o vaporpodia fazer as coisas se movimentaremNo primeiro seacuteculo da era cristatilde portanto haacute mais de1800 anos um estudioso chamado Heron deAlexandria construiu uma espeacutecie de turbina a vaporchamada eoliacutepila Nesse engenho enchia-se umaesfera de metal com aacutegua que produzia vapor que seexpandia e fazia a esfera girar quando saiacutea atraveacutes dedois bicos colocados em posiccedilotildees diametralmenteopostas Todavia embora isso movimentasse a esferanenhum trabalho uacutetil era produzido por esse
movimento e o saacutebio natildeo conseguiu ver nenhumautilidade praacutetica para seu invento
Muitos seacuteculos mais tarde a maacutequina a vapor foi aprimeira maneira eficiente de produzir energiaindependentemente da forccedila muscular do homem e doanimal e da forccedila do vento e das aacuteguas correntes
A invenccedilatildeo e o uso desta maacutequina foi uma das basestecnoloacutegicas da Revoluccedilatildeo Industrial Em sua formamais simples as maacutequinas a vapor usam o fato de quea aacutegua quando convertida em vapor se expande eocupa um volume de ateacute 1600 vezes maior do que ooriginal quando sob pressatildeo atmosfeacuterica
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TREINAMENTO MOacuteDULO 983089 - 2015Seguranccedila em Operaccedilatildeo de Caldeiras
- FIAGRIL-
Foi somente no seacuteculo XVII mais precisamente em 1690que o fiacutesico francecircs Denis Papin usou esse princiacutepio parabombear aacutegua O equipamento bastante rudimentar que eleinventou era composto de um pistatildeo dentro de um cilindroque ficava sobre uma fonte de calor e no qual se colocavauma pequena quantidade de aacutegua Quando a aacutegua setransformava em vapor a pressatildeo deste forccedilava o pistatildeo asubir
Entatildeo a fonte de calor era removida o que fazia o vaporesfriar e se condensar Isso criava um vaacutecuo parcial(pressatildeo abaixo da pressatildeo atmosfeacuterica) dentro do cilindro
Como a pressatildeo do ar acima do pistatildeo era a pressatildeoatmosfeacuterica ela o empurrava para baixo realizando otrabalho
Mas a utilizaccedilatildeo efetiva dessa tecnologia soacute se inicioucom a invenccedilatildeo de Thomas Savery patenteada em 1698e aperfeiccediloada em 1712 por Thomas Newcomen e JohnCalley
Nessa maacutequina o vapor gerado em uma caldeira eraenviado para um cilindro localizado em cima da caldeiraUm pistatildeo era puxado para cima por um contrapesoDepois que o cilindro ficava cheio de vapor injetava-seaacutegua nele fazendo o vapor condensar
Isso reduzia a pressatildeo dentro do cilindro e fazia o arexterno empurrar o pistatildeo para baixo Um balancim eraligado a uma haste que levantava o ecircmbolo quando opistatildeo se movia para baixo O vaacutecuo resultante retirava aaacutegua de poccedilos de mina inundados
Um construtor de instrumentos escocecircs chamado James
Watt notou que a maacutequina de Newcomen que usava amesma cacircmara para alternar vapor aquecido e vaporresfriado condensado desperdiccedilava combustiacutevel Por issoem 1765 ele projetou uma cacircmara condensadoraseparada refrigerada a aacutegua
Ela era equipada com uma bomba que mantinha umvaacutecuo parcial e uma vaacutelvula que retirava periodicamenteo vapor do cilindro Isso reduziu o consumo decombustiacutevel em 75 Essa maacutequina correspondeaproximadamente agrave moderna maacutequina a vapor
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Em 1782 ele projetou e patenteou a maacutequina rotativa deaccedilatildeo dupla na qual o vapor era introduzido de ambos oslados do pistatildeo de modo a produzir um movimento paracima e para baixo Isso tornou possiacutevel prender o ecircmbolodo pistatildeo a uma manivela ou um conjunto de engrenagenspara produzir movimento rotativo e permitiu que essamaacutequina pudesse ser usada para impulsionarmecanismos girar rodas de carroccedilas ou paacutes paramovimentar navios em rios
No fim do seacuteculo XVIII as maacutequinas a vapor produzidaspor Watt e seu companheiro Matthew Boulton forneciam
energia para faacutebricas moinhos e bombas na Europa e naAmeacuterica
O aparecimento das caldeiras que podiam operar comaltas pressotildees e que foram desenvolvidas por RichardTrevithick na Inglaterra e por Oliver Evans nos EstadosUnidos no iniacutecio do seacuteculo XIX tornou se a base para arevoluccedilatildeo dos transportes uma vez que elas podiam serusadas para movimentar locomotivas barcos fluviais edepois navios
A maacutequina a vapor tornou-se a principal fonte produtorade trabalho do seacuteculo XIX e seu desenvolvimento se deuno esforccedilo de melhorar seu rendimento a confiabilidadee a relaccedilatildeo pesopotecircncia O advento da energia eleacutetricae do motor de combustatildeo interna no seacuteculo XX todaviacondenaram pouco a pouco nos paiacuteses mais
industrializados a maacutequina a vapor ao quaseesquecimento
No seacuteculo XX a maacutequina a vapor como fornecedora deenergia foi sendo substituiacuteda por
bull Turbinas a vapor para a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica
bull Motores de combustatildeo interna para transporte
bull Geradores para fontes portaacuteteis de energiabull Motores eleacutetricos para uso industrial e domeacutestico
Mesmo assim o vapor ainda hoje tem extensa aplicaccedilatildeoindustrial nas mais diversas formas dependendo do tipode induacutestria e da regiatildeo onde estaacute instalada
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O Que eacute Vapor
Como outras substacircncias a aacutegua pode se apresentarnos estados soacutelido (gelo) liacutequido (aacutegua) e gasoso(vapor) Neste curso estudaremos a aacutegua nos estadosliacutequido gasoso e a transiccedilatildeo de um estado para outro
Ao cedermos calor para a aacutegua sua temperatura aumentaateacute atingir um determinado valor A partir deste a aacuteguanatildeo tem mais como se manter em estado liacutequido
Esse valor corresponde ao PONTO DE EBULICcedilAtildeO isto eacutequalquer adiccedilatildeo de calor faraacute com que parte desta aacuteguaferva se transformando em vapor
Podemos considerar de forma sinteacutetica que vapor nadamais eacute que a uniatildeo do elemento quiacutemico AacuteGUA com oelemento fiacutesico ENERGIA OU CALOR
O Que eacute Vapor
AacuteGUA + CALOR
Por Que Se Utiliza Vaporbull O vapor eacute gerado agrave partir da aacutegua fluiacutedo relativamentebarato e acessiacutevel em grande parte do planeta
bull Sua temperatura pode ser ajustada com precisatildeocontrolando sua pressatildeo atraveacutes de vaacutelvulas
bullTransporta grandes quantidades de energia com poucamassa e ao retornar ao estado liacutequido cede essa energiaao meio que se deseja aquecer
bull Eacute facilmente transportado atraveacutes de tubulaccedilotildees podendopercorrer grandes distacircncias entre os pontos de geraccedilatildeo eutilizaccedilatildeo
Viacutedeo
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85
Tipos de Vapor
VAPOR SATURADOPara aquecimento
VAPOR SUPERAQUECIDOPara geraccedilatildeo de energia 15
Tipos de Vapor
bull VAPOR SATURADOVapor frequentemente em contato coma parte liacutequida e em equiliacutebrio teacutermicocom a mesma
bull VAPOR SUPERAQUECIDOVapor que se encontra a temperatura
acima da temperatura do vapor saturado
Geraccedilatildeo de Energia
gerador de
energia eleacutetrica
Vapor superaquecido
Geradorde vapor
Turbina
Utilizaccedilatildeo
Distribuiccedilatildeo
Geraccedilatildeo
Aquecimento
Retorno
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Sistema Tiacutepico de Vapor
CaldeiraBomba
Tanque deAlimentaccedilatildeo
Aacutegua deMake-up
TanquesSerpentinados
Condensado
Condensado
Vapor
Vapor
Vapor
Trocadoresde Calor
Sistemade
Aquecimento
Panelotildees
Utilizaccedilotildees
983082VAPOR SATURADOUtilizado para processos de aquecimentoMotivos - melhor aproveitamento teacutermico
- menor custo de geraccedilatildeo983082VAPOR SUPERAQUECIDO
Utilizado para movimentaccedilatildeo de maacutequinasMotivo necessidade de vapor isento
de aacutegua
Unidades
bull VAZAtildeO
Meacutetrico kghBritacircnico gpm (galotildeesmin)Internacional m3s
Natildeo Confundir
VAZAtildeO Volume de um fluido por unidade de tempo
Volume
Tempo
kg
hm3
h= =
COM
PRESSAtildeO Forccedila aplicada por unidade de aacuterea
Forccedila
Aacuterea
kgf
cm2
lbpol2
= =
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Unidades
bull DENSIDADE Eacute a massa ocupada porum determinado fluido por unidade devolume
UNIDADES kgm3 (Sistema MeacutetricoInternacional)
lbft3 (Sistema Britacircnico)
Unidades
bull VOLUME ESPECIacuteFICO Eacute o volumeocupado por um determinado fluidopor unidade de massa
UNIDADES m3kg
Produccedilatildeo de Vapor
Temperatura
Calor
Pressatildeoconstante
Temperatura
Calorconstante
Temperatura
Calor
t2
t1
Volume
Temperatura
Produccedilatildeo de Vapor
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Tempe-ratura
deebuliccedilatildeo
Temperatura
Calor
Temperaturade ebuliccedilatildeot3
Produccedilatildeo de Vapor
Tempe-ratura
deebuliccedilatildeo
Temperatura
Calor
t4
Produccedilatildeo de Vapor
4
Temperatura
constante
Temperatura
t5
Calor
Produccedilatildeo de Vapor
5
Temperatura
Calor
t6Temperatura
Produccedilatildeo de Vapor
6
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Tabela de Vapor Saturado
Pressatildeorelativa Temp
Calorsensiacutevel
Calorlatente
Calortotal
VolumeEspeciacutefico
bar kgfcm2 ordmC kcalkg kcalkg kcalkg m3kg
0 1 991 991 5394 6385 17251 2 1196 1199 5259 6458 09022 3 1329 1334 5169 6503 06163 4 1429 1436 5098 6534 04704 5 1511 1521 5037 6558 03815 6 1581 1593 4985 6578 03216 7 1642 1656 4938 6594 02777 8 1696 1713 4895 6608 02448 9 1745 1764 4856 6620 02189 10 1790 1812 4818 6630 019810 11 1832 1856 4783 6639 018011 12 1871 1897 4750 6647 016612 13 1907 1935 4719 6654 015413 14 1941 1971 4689 6660 014314 15 1974 2006 4660 6666 0134
Pressatildeoabsoluta
Vapor Saturado
SECO Ele natildeo varia de temperatura como tiacutetulo igual a 100 ou seja todamassa eacute vapor
UacuteMIDO Ele natildeo varia de temperatura como tiacutetulo variando de 0 a 100
Grau de SuperaquecimentoEacute a diferenccedila entre a temperatura do vapor
superaquecido e a temperatura do vapor
saturado a uma determinada pressatildeo
Exemplo
Vapor saturadouacutemido
Vapor saturadoseco
Vapor superaquecido
P = 10 kgfcm2
T = 1832 oCP = 10 kgfcm2
T = 220 oCP = 10 kgfcm2
T = 1832 oC
Tiacutetulo ou Qualidade do Vapor
Eacute a porcentagem de vapor existente em uma mistura devapor saturado Portanto se tivermos 1 kg de vapor
saturado com tiacutetulo X = 75 075 kg dessa massaseraacute vapor e 025 kg seraacute aacutegua
X = MASSA DE VAPOR x 100
(MASSA DE VAPOR + AacuteGUA)
05
06
07
08
09
10
60 70 80 90 10050
Tiacutetulo
uso
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Foi somente no seacuteculo XVII mais precisamente em 1690que o fiacutesico francecircs Denis Papin usou esse princiacutepio parabombear aacutegua O equipamento bastante rudimentar que eleinventou era composto de um pistatildeo dentro de um cilindroque ficava sobre uma fonte de calor e no qual se colocavauma pequena quantidade de aacutegua Quando a aacutegua setransformava em vapor a pressatildeo deste forccedilava o pistatildeo asubir
Entatildeo a fonte de calor era removida o que fazia o vaporesfriar e se condensar Isso criava um vaacutecuo parcial(pressatildeo abaixo da pressatildeo atmosfeacuterica) dentro do cilindro
Como a pressatildeo do ar acima do pistatildeo era a pressatildeoatmosfeacuterica ela o empurrava para baixo realizando otrabalho
Mas a utilizaccedilatildeo efetiva dessa tecnologia soacute se inicioucom a invenccedilatildeo de Thomas Savery patenteada em 1698e aperfeiccediloada em 1712 por Thomas Newcomen e JohnCalley
Nessa maacutequina o vapor gerado em uma caldeira eraenviado para um cilindro localizado em cima da caldeiraUm pistatildeo era puxado para cima por um contrapesoDepois que o cilindro ficava cheio de vapor injetava-seaacutegua nele fazendo o vapor condensar
Isso reduzia a pressatildeo dentro do cilindro e fazia o arexterno empurrar o pistatildeo para baixo Um balancim eraligado a uma haste que levantava o ecircmbolo quando opistatildeo se movia para baixo O vaacutecuo resultante retirava aaacutegua de poccedilos de mina inundados
Um construtor de instrumentos escocecircs chamado James
Watt notou que a maacutequina de Newcomen que usava amesma cacircmara para alternar vapor aquecido e vaporresfriado condensado desperdiccedilava combustiacutevel Por issoem 1765 ele projetou uma cacircmara condensadoraseparada refrigerada a aacutegua
Ela era equipada com uma bomba que mantinha umvaacutecuo parcial e uma vaacutelvula que retirava periodicamenteo vapor do cilindro Isso reduziu o consumo decombustiacutevel em 75 Essa maacutequina correspondeaproximadamente agrave moderna maacutequina a vapor
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Em 1782 ele projetou e patenteou a maacutequina rotativa deaccedilatildeo dupla na qual o vapor era introduzido de ambos oslados do pistatildeo de modo a produzir um movimento paracima e para baixo Isso tornou possiacutevel prender o ecircmbolodo pistatildeo a uma manivela ou um conjunto de engrenagenspara produzir movimento rotativo e permitiu que essamaacutequina pudesse ser usada para impulsionarmecanismos girar rodas de carroccedilas ou paacutes paramovimentar navios em rios
No fim do seacuteculo XVIII as maacutequinas a vapor produzidaspor Watt e seu companheiro Matthew Boulton forneciam
energia para faacutebricas moinhos e bombas na Europa e naAmeacuterica
O aparecimento das caldeiras que podiam operar comaltas pressotildees e que foram desenvolvidas por RichardTrevithick na Inglaterra e por Oliver Evans nos EstadosUnidos no iniacutecio do seacuteculo XIX tornou se a base para arevoluccedilatildeo dos transportes uma vez que elas podiam serusadas para movimentar locomotivas barcos fluviais edepois navios
A maacutequina a vapor tornou-se a principal fonte produtorade trabalho do seacuteculo XIX e seu desenvolvimento se deuno esforccedilo de melhorar seu rendimento a confiabilidadee a relaccedilatildeo pesopotecircncia O advento da energia eleacutetricae do motor de combustatildeo interna no seacuteculo XX todaviacondenaram pouco a pouco nos paiacuteses mais
industrializados a maacutequina a vapor ao quaseesquecimento
No seacuteculo XX a maacutequina a vapor como fornecedora deenergia foi sendo substituiacuteda por
bull Turbinas a vapor para a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica
bull Motores de combustatildeo interna para transporte
bull Geradores para fontes portaacuteteis de energiabull Motores eleacutetricos para uso industrial e domeacutestico
Mesmo assim o vapor ainda hoje tem extensa aplicaccedilatildeoindustrial nas mais diversas formas dependendo do tipode induacutestria e da regiatildeo onde estaacute instalada
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O Que eacute Vapor
Como outras substacircncias a aacutegua pode se apresentarnos estados soacutelido (gelo) liacutequido (aacutegua) e gasoso(vapor) Neste curso estudaremos a aacutegua nos estadosliacutequido gasoso e a transiccedilatildeo de um estado para outro
Ao cedermos calor para a aacutegua sua temperatura aumentaateacute atingir um determinado valor A partir deste a aacuteguanatildeo tem mais como se manter em estado liacutequido
Esse valor corresponde ao PONTO DE EBULICcedilAtildeO isto eacutequalquer adiccedilatildeo de calor faraacute com que parte desta aacuteguaferva se transformando em vapor
Podemos considerar de forma sinteacutetica que vapor nadamais eacute que a uniatildeo do elemento quiacutemico AacuteGUA com oelemento fiacutesico ENERGIA OU CALOR
O Que eacute Vapor
AacuteGUA + CALOR
Por Que Se Utiliza Vaporbull O vapor eacute gerado agrave partir da aacutegua fluiacutedo relativamentebarato e acessiacutevel em grande parte do planeta
bull Sua temperatura pode ser ajustada com precisatildeocontrolando sua pressatildeo atraveacutes de vaacutelvulas
bullTransporta grandes quantidades de energia com poucamassa e ao retornar ao estado liacutequido cede essa energiaao meio que se deseja aquecer
bull Eacute facilmente transportado atraveacutes de tubulaccedilotildees podendopercorrer grandes distacircncias entre os pontos de geraccedilatildeo eutilizaccedilatildeo
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Tipos de Vapor
VAPOR SATURADOPara aquecimento
VAPOR SUPERAQUECIDOPara geraccedilatildeo de energia 15
Tipos de Vapor
bull VAPOR SATURADOVapor frequentemente em contato coma parte liacutequida e em equiliacutebrio teacutermicocom a mesma
bull VAPOR SUPERAQUECIDOVapor que se encontra a temperatura
acima da temperatura do vapor saturado
Geraccedilatildeo de Energia
gerador de
energia eleacutetrica
Vapor superaquecido
Geradorde vapor
Turbina
Utilizaccedilatildeo
Distribuiccedilatildeo
Geraccedilatildeo
Aquecimento
Retorno
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Sistema Tiacutepico de Vapor
CaldeiraBomba
Tanque deAlimentaccedilatildeo
Aacutegua deMake-up
TanquesSerpentinados
Condensado
Condensado
Vapor
Vapor
Vapor
Trocadoresde Calor
Sistemade
Aquecimento
Panelotildees
Utilizaccedilotildees
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- menor custo de geraccedilatildeo983082VAPOR SUPERAQUECIDO
Utilizado para movimentaccedilatildeo de maacutequinasMotivo necessidade de vapor isento
de aacutegua
Unidades
bull VAZAtildeO
Meacutetrico kghBritacircnico gpm (galotildeesmin)Internacional m3s
Natildeo Confundir
VAZAtildeO Volume de um fluido por unidade de tempo
Volume
Tempo
kg
hm3
h= =
COM
PRESSAtildeO Forccedila aplicada por unidade de aacuterea
Forccedila
Aacuterea
kgf
cm2
lbpol2
= =
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Unidades
bull DENSIDADE Eacute a massa ocupada porum determinado fluido por unidade devolume
UNIDADES kgm3 (Sistema MeacutetricoInternacional)
lbft3 (Sistema Britacircnico)
Unidades
bull VOLUME ESPECIacuteFICO Eacute o volumeocupado por um determinado fluidopor unidade de massa
UNIDADES m3kg
Produccedilatildeo de Vapor
Temperatura
Calor
Pressatildeoconstante
Temperatura
Calorconstante
Temperatura
Calor
t2
t1
Volume
Temperatura
Produccedilatildeo de Vapor
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Temperatura
Calor
Temperaturade ebuliccedilatildeot3
Produccedilatildeo de Vapor
Tempe-ratura
deebuliccedilatildeo
Temperatura
Calor
t4
Produccedilatildeo de Vapor
4
Temperatura
constante
Temperatura
t5
Calor
Produccedilatildeo de Vapor
5
Temperatura
Calor
t6Temperatura
Produccedilatildeo de Vapor
6
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Tabela de Vapor Saturado
Pressatildeorelativa Temp
Calorsensiacutevel
Calorlatente
Calortotal
VolumeEspeciacutefico
bar kgfcm2 ordmC kcalkg kcalkg kcalkg m3kg
0 1 991 991 5394 6385 17251 2 1196 1199 5259 6458 09022 3 1329 1334 5169 6503 06163 4 1429 1436 5098 6534 04704 5 1511 1521 5037 6558 03815 6 1581 1593 4985 6578 03216 7 1642 1656 4938 6594 02777 8 1696 1713 4895 6608 02448 9 1745 1764 4856 6620 02189 10 1790 1812 4818 6630 019810 11 1832 1856 4783 6639 018011 12 1871 1897 4750 6647 016612 13 1907 1935 4719 6654 015413 14 1941 1971 4689 6660 014314 15 1974 2006 4660 6666 0134
Pressatildeoabsoluta
Vapor Saturado
SECO Ele natildeo varia de temperatura como tiacutetulo igual a 100 ou seja todamassa eacute vapor
UacuteMIDO Ele natildeo varia de temperatura como tiacutetulo variando de 0 a 100
Grau de SuperaquecimentoEacute a diferenccedila entre a temperatura do vapor
superaquecido e a temperatura do vapor
saturado a uma determinada pressatildeo
Exemplo
Vapor saturadouacutemido
Vapor saturadoseco
Vapor superaquecido
P = 10 kgfcm2
T = 1832 oCP = 10 kgfcm2
T = 220 oCP = 10 kgfcm2
T = 1832 oC
Tiacutetulo ou Qualidade do Vapor
Eacute a porcentagem de vapor existente em uma mistura devapor saturado Portanto se tivermos 1 kg de vapor
saturado com tiacutetulo X = 75 075 kg dessa massaseraacute vapor e 025 kg seraacute aacutegua
X = MASSA DE VAPOR x 100
(MASSA DE VAPOR + AacuteGUA)
05
06
07
08
09
10
60 70 80 90 10050
Tiacutetulo
uso
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Em 1782 ele projetou e patenteou a maacutequina rotativa deaccedilatildeo dupla na qual o vapor era introduzido de ambos oslados do pistatildeo de modo a produzir um movimento paracima e para baixo Isso tornou possiacutevel prender o ecircmbolodo pistatildeo a uma manivela ou um conjunto de engrenagenspara produzir movimento rotativo e permitiu que essamaacutequina pudesse ser usada para impulsionarmecanismos girar rodas de carroccedilas ou paacutes paramovimentar navios em rios
No fim do seacuteculo XVIII as maacutequinas a vapor produzidaspor Watt e seu companheiro Matthew Boulton forneciam
energia para faacutebricas moinhos e bombas na Europa e naAmeacuterica
O aparecimento das caldeiras que podiam operar comaltas pressotildees e que foram desenvolvidas por RichardTrevithick na Inglaterra e por Oliver Evans nos EstadosUnidos no iniacutecio do seacuteculo XIX tornou se a base para arevoluccedilatildeo dos transportes uma vez que elas podiam serusadas para movimentar locomotivas barcos fluviais edepois navios
A maacutequina a vapor tornou-se a principal fonte produtorade trabalho do seacuteculo XIX e seu desenvolvimento se deuno esforccedilo de melhorar seu rendimento a confiabilidadee a relaccedilatildeo pesopotecircncia O advento da energia eleacutetricae do motor de combustatildeo interna no seacuteculo XX todaviacondenaram pouco a pouco nos paiacuteses mais
industrializados a maacutequina a vapor ao quaseesquecimento
No seacuteculo XX a maacutequina a vapor como fornecedora deenergia foi sendo substituiacuteda por
bull Turbinas a vapor para a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica
bull Motores de combustatildeo interna para transporte
bull Geradores para fontes portaacuteteis de energiabull Motores eleacutetricos para uso industrial e domeacutestico
Mesmo assim o vapor ainda hoje tem extensa aplicaccedilatildeoindustrial nas mais diversas formas dependendo do tipode induacutestria e da regiatildeo onde estaacute instalada
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TREINAMENTO MOacuteDULO 983089 - 2015Seguranccedila em Operaccedilatildeo de Caldeiras
- FIAGRIL-
O Que eacute Vapor
Como outras substacircncias a aacutegua pode se apresentarnos estados soacutelido (gelo) liacutequido (aacutegua) e gasoso(vapor) Neste curso estudaremos a aacutegua nos estadosliacutequido gasoso e a transiccedilatildeo de um estado para outro
Ao cedermos calor para a aacutegua sua temperatura aumentaateacute atingir um determinado valor A partir deste a aacuteguanatildeo tem mais como se manter em estado liacutequido
Esse valor corresponde ao PONTO DE EBULICcedilAtildeO isto eacutequalquer adiccedilatildeo de calor faraacute com que parte desta aacuteguaferva se transformando em vapor
Podemos considerar de forma sinteacutetica que vapor nadamais eacute que a uniatildeo do elemento quiacutemico AacuteGUA com oelemento fiacutesico ENERGIA OU CALOR
O Que eacute Vapor
AacuteGUA + CALOR
Por Que Se Utiliza Vaporbull O vapor eacute gerado agrave partir da aacutegua fluiacutedo relativamentebarato e acessiacutevel em grande parte do planeta
bull Sua temperatura pode ser ajustada com precisatildeocontrolando sua pressatildeo atraveacutes de vaacutelvulas
bullTransporta grandes quantidades de energia com poucamassa e ao retornar ao estado liacutequido cede essa energiaao meio que se deseja aquecer
bull Eacute facilmente transportado atraveacutes de tubulaccedilotildees podendopercorrer grandes distacircncias entre os pontos de geraccedilatildeo eutilizaccedilatildeo
Viacutedeo
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85
Tipos de Vapor
VAPOR SATURADOPara aquecimento
VAPOR SUPERAQUECIDOPara geraccedilatildeo de energia 15
Tipos de Vapor
bull VAPOR SATURADOVapor frequentemente em contato coma parte liacutequida e em equiliacutebrio teacutermicocom a mesma
bull VAPOR SUPERAQUECIDOVapor que se encontra a temperatura
acima da temperatura do vapor saturado
Geraccedilatildeo de Energia
gerador de
energia eleacutetrica
Vapor superaquecido
Geradorde vapor
Turbina
Utilizaccedilatildeo
Distribuiccedilatildeo
Geraccedilatildeo
Aquecimento
Retorno
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- FIAGRIL-
Sistema Tiacutepico de Vapor
CaldeiraBomba
Tanque deAlimentaccedilatildeo
Aacutegua deMake-up
TanquesSerpentinados
Condensado
Condensado
Vapor
Vapor
Vapor
Trocadoresde Calor
Sistemade
Aquecimento
Panelotildees
Utilizaccedilotildees
983082VAPOR SATURADOUtilizado para processos de aquecimentoMotivos - melhor aproveitamento teacutermico
- menor custo de geraccedilatildeo983082VAPOR SUPERAQUECIDO
Utilizado para movimentaccedilatildeo de maacutequinasMotivo necessidade de vapor isento
de aacutegua
Unidades
bull VAZAtildeO
Meacutetrico kghBritacircnico gpm (galotildeesmin)Internacional m3s
Natildeo Confundir
VAZAtildeO Volume de um fluido por unidade de tempo
Volume
Tempo
kg
hm3
h= =
COM
PRESSAtildeO Forccedila aplicada por unidade de aacuterea
Forccedila
Aacuterea
kgf
cm2
lbpol2
= =
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Unidades
bull DENSIDADE Eacute a massa ocupada porum determinado fluido por unidade devolume
UNIDADES kgm3 (Sistema MeacutetricoInternacional)
lbft3 (Sistema Britacircnico)
Unidades
bull VOLUME ESPECIacuteFICO Eacute o volumeocupado por um determinado fluidopor unidade de massa
UNIDADES m3kg
Produccedilatildeo de Vapor
Temperatura
Calor
Pressatildeoconstante
Temperatura
Calorconstante
Temperatura
Calor
t2
t1
Volume
Temperatura
Produccedilatildeo de Vapor
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Tempe-ratura
deebuliccedilatildeo
Temperatura
Calor
Temperaturade ebuliccedilatildeot3
Produccedilatildeo de Vapor
Tempe-ratura
deebuliccedilatildeo
Temperatura
Calor
t4
Produccedilatildeo de Vapor
4
Temperatura
constante
Temperatura
t5
Calor
Produccedilatildeo de Vapor
5
Temperatura
Calor
t6Temperatura
Produccedilatildeo de Vapor
6
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Tabela de Vapor Saturado
Pressatildeorelativa Temp
Calorsensiacutevel
Calorlatente
Calortotal
VolumeEspeciacutefico
bar kgfcm2 ordmC kcalkg kcalkg kcalkg m3kg
0 1 991 991 5394 6385 17251 2 1196 1199 5259 6458 09022 3 1329 1334 5169 6503 06163 4 1429 1436 5098 6534 04704 5 1511 1521 5037 6558 03815 6 1581 1593 4985 6578 03216 7 1642 1656 4938 6594 02777 8 1696 1713 4895 6608 02448 9 1745 1764 4856 6620 02189 10 1790 1812 4818 6630 019810 11 1832 1856 4783 6639 018011 12 1871 1897 4750 6647 016612 13 1907 1935 4719 6654 015413 14 1941 1971 4689 6660 014314 15 1974 2006 4660 6666 0134
Pressatildeoabsoluta
Vapor Saturado
SECO Ele natildeo varia de temperatura como tiacutetulo igual a 100 ou seja todamassa eacute vapor
UacuteMIDO Ele natildeo varia de temperatura como tiacutetulo variando de 0 a 100
Grau de SuperaquecimentoEacute a diferenccedila entre a temperatura do vapor
superaquecido e a temperatura do vapor
saturado a uma determinada pressatildeo
Exemplo
Vapor saturadouacutemido
Vapor saturadoseco
Vapor superaquecido
P = 10 kgfcm2
T = 1832 oCP = 10 kgfcm2
T = 220 oCP = 10 kgfcm2
T = 1832 oC
Tiacutetulo ou Qualidade do Vapor
Eacute a porcentagem de vapor existente em uma mistura devapor saturado Portanto se tivermos 1 kg de vapor
saturado com tiacutetulo X = 75 075 kg dessa massaseraacute vapor e 025 kg seraacute aacutegua
X = MASSA DE VAPOR x 100
(MASSA DE VAPOR + AacuteGUA)
05
06
07
08
09
10
60 70 80 90 10050
Tiacutetulo
uso
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O Que eacute Vapor
Como outras substacircncias a aacutegua pode se apresentarnos estados soacutelido (gelo) liacutequido (aacutegua) e gasoso(vapor) Neste curso estudaremos a aacutegua nos estadosliacutequido gasoso e a transiccedilatildeo de um estado para outro
Ao cedermos calor para a aacutegua sua temperatura aumentaateacute atingir um determinado valor A partir deste a aacuteguanatildeo tem mais como se manter em estado liacutequido
Esse valor corresponde ao PONTO DE EBULICcedilAtildeO isto eacutequalquer adiccedilatildeo de calor faraacute com que parte desta aacuteguaferva se transformando em vapor
Podemos considerar de forma sinteacutetica que vapor nadamais eacute que a uniatildeo do elemento quiacutemico AacuteGUA com oelemento fiacutesico ENERGIA OU CALOR
O Que eacute Vapor
AacuteGUA + CALOR
Por Que Se Utiliza Vaporbull O vapor eacute gerado agrave partir da aacutegua fluiacutedo relativamentebarato e acessiacutevel em grande parte do planeta
bull Sua temperatura pode ser ajustada com precisatildeocontrolando sua pressatildeo atraveacutes de vaacutelvulas
bullTransporta grandes quantidades de energia com poucamassa e ao retornar ao estado liacutequido cede essa energiaao meio que se deseja aquecer
bull Eacute facilmente transportado atraveacutes de tubulaccedilotildees podendopercorrer grandes distacircncias entre os pontos de geraccedilatildeo eutilizaccedilatildeo
Viacutedeo
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Tipos de Vapor
VAPOR SATURADOPara aquecimento
VAPOR SUPERAQUECIDOPara geraccedilatildeo de energia 15
Tipos de Vapor
bull VAPOR SATURADOVapor frequentemente em contato coma parte liacutequida e em equiliacutebrio teacutermicocom a mesma
bull VAPOR SUPERAQUECIDOVapor que se encontra a temperatura
acima da temperatura do vapor saturado
Geraccedilatildeo de Energia
gerador de
energia eleacutetrica
Vapor superaquecido
Geradorde vapor
Turbina
Utilizaccedilatildeo
Distribuiccedilatildeo
Geraccedilatildeo
Aquecimento
Retorno
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Sistema Tiacutepico de Vapor
CaldeiraBomba
Tanque deAlimentaccedilatildeo
Aacutegua deMake-up
TanquesSerpentinados
Condensado
Condensado
Vapor
Vapor
Vapor
Trocadoresde Calor
Sistemade
Aquecimento
Panelotildees
Utilizaccedilotildees
983082VAPOR SATURADOUtilizado para processos de aquecimentoMotivos - melhor aproveitamento teacutermico
- menor custo de geraccedilatildeo983082VAPOR SUPERAQUECIDO
Utilizado para movimentaccedilatildeo de maacutequinasMotivo necessidade de vapor isento
de aacutegua
Unidades
bull VAZAtildeO
Meacutetrico kghBritacircnico gpm (galotildeesmin)Internacional m3s
Natildeo Confundir
VAZAtildeO Volume de um fluido por unidade de tempo
Volume
Tempo
kg
hm3
h= =
COM
PRESSAtildeO Forccedila aplicada por unidade de aacuterea
Forccedila
Aacuterea
kgf
cm2
lbpol2
= =
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Unidades
bull DENSIDADE Eacute a massa ocupada porum determinado fluido por unidade devolume
UNIDADES kgm3 (Sistema MeacutetricoInternacional)
lbft3 (Sistema Britacircnico)
Unidades
bull VOLUME ESPECIacuteFICO Eacute o volumeocupado por um determinado fluidopor unidade de massa
UNIDADES m3kg
Produccedilatildeo de Vapor
Temperatura
Calor
Pressatildeoconstante
Temperatura
Calorconstante
Temperatura
Calor
t2
t1
Volume
Temperatura
Produccedilatildeo de Vapor
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Tempe-ratura
deebuliccedilatildeo
Temperatura
Calor
Temperaturade ebuliccedilatildeot3
Produccedilatildeo de Vapor
Tempe-ratura
deebuliccedilatildeo
Temperatura
Calor
t4
Produccedilatildeo de Vapor
4
Temperatura
constante
Temperatura
t5
Calor
Produccedilatildeo de Vapor
5
Temperatura
Calor
t6Temperatura
Produccedilatildeo de Vapor
6
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Tabela de Vapor Saturado
Pressatildeorelativa Temp
Calorsensiacutevel
Calorlatente
Calortotal
VolumeEspeciacutefico
bar kgfcm2 ordmC kcalkg kcalkg kcalkg m3kg
0 1 991 991 5394 6385 17251 2 1196 1199 5259 6458 09022 3 1329 1334 5169 6503 06163 4 1429 1436 5098 6534 04704 5 1511 1521 5037 6558 03815 6 1581 1593 4985 6578 03216 7 1642 1656 4938 6594 02777 8 1696 1713 4895 6608 02448 9 1745 1764 4856 6620 02189 10 1790 1812 4818 6630 019810 11 1832 1856 4783 6639 018011 12 1871 1897 4750 6647 016612 13 1907 1935 4719 6654 015413 14 1941 1971 4689 6660 014314 15 1974 2006 4660 6666 0134
Pressatildeoabsoluta
Vapor Saturado
SECO Ele natildeo varia de temperatura como tiacutetulo igual a 100 ou seja todamassa eacute vapor
UacuteMIDO Ele natildeo varia de temperatura como tiacutetulo variando de 0 a 100
Grau de SuperaquecimentoEacute a diferenccedila entre a temperatura do vapor
superaquecido e a temperatura do vapor
saturado a uma determinada pressatildeo
Exemplo
Vapor saturadouacutemido
Vapor saturadoseco
Vapor superaquecido
P = 10 kgfcm2
T = 1832 oCP = 10 kgfcm2
T = 220 oCP = 10 kgfcm2
T = 1832 oC
Tiacutetulo ou Qualidade do Vapor
Eacute a porcentagem de vapor existente em uma mistura devapor saturado Portanto se tivermos 1 kg de vapor
saturado com tiacutetulo X = 75 075 kg dessa massaseraacute vapor e 025 kg seraacute aacutegua
X = MASSA DE VAPOR x 100
(MASSA DE VAPOR + AacuteGUA)
05
06
07
08
09
10
60 70 80 90 10050
Tiacutetulo
uso
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Tipos de Vapor
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VAPOR SUPERAQUECIDOPara geraccedilatildeo de energia 15
Tipos de Vapor
bull VAPOR SATURADOVapor frequentemente em contato coma parte liacutequida e em equiliacutebrio teacutermicocom a mesma
bull VAPOR SUPERAQUECIDOVapor que se encontra a temperatura
acima da temperatura do vapor saturado
Geraccedilatildeo de Energia
gerador de
energia eleacutetrica
Vapor superaquecido
Geradorde vapor
Turbina
Utilizaccedilatildeo
Distribuiccedilatildeo
Geraccedilatildeo
Aquecimento
Retorno
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Sistema Tiacutepico de Vapor
CaldeiraBomba
Tanque deAlimentaccedilatildeo
Aacutegua deMake-up
TanquesSerpentinados
Condensado
Condensado
Vapor
Vapor
Vapor
Trocadoresde Calor
Sistemade
Aquecimento
Panelotildees
Utilizaccedilotildees
983082VAPOR SATURADOUtilizado para processos de aquecimentoMotivos - melhor aproveitamento teacutermico
- menor custo de geraccedilatildeo983082VAPOR SUPERAQUECIDO
Utilizado para movimentaccedilatildeo de maacutequinasMotivo necessidade de vapor isento
de aacutegua
Unidades
bull VAZAtildeO
Meacutetrico kghBritacircnico gpm (galotildeesmin)Internacional m3s
Natildeo Confundir
VAZAtildeO Volume de um fluido por unidade de tempo
Volume
Tempo
kg
hm3
h= =
COM
PRESSAtildeO Forccedila aplicada por unidade de aacuterea
Forccedila
Aacuterea
kgf
cm2
lbpol2
= =
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Unidades
bull DENSIDADE Eacute a massa ocupada porum determinado fluido por unidade devolume
UNIDADES kgm3 (Sistema MeacutetricoInternacional)
lbft3 (Sistema Britacircnico)
Unidades
bull VOLUME ESPECIacuteFICO Eacute o volumeocupado por um determinado fluidopor unidade de massa
UNIDADES m3kg
Produccedilatildeo de Vapor
Temperatura
Calor
Pressatildeoconstante
Temperatura
Calorconstante
Temperatura
Calor
t2
t1
Volume
Temperatura
Produccedilatildeo de Vapor
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deebuliccedilatildeo
Temperatura
Calor
Temperaturade ebuliccedilatildeot3
Produccedilatildeo de Vapor
Tempe-ratura
deebuliccedilatildeo
Temperatura
Calor
t4
Produccedilatildeo de Vapor
4
Temperatura
constante
Temperatura
t5
Calor
Produccedilatildeo de Vapor
5
Temperatura
Calor
t6Temperatura
Produccedilatildeo de Vapor
6
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Tabela de Vapor Saturado
Pressatildeorelativa Temp
Calorsensiacutevel
Calorlatente
Calortotal
VolumeEspeciacutefico
bar kgfcm2 ordmC kcalkg kcalkg kcalkg m3kg
0 1 991 991 5394 6385 17251 2 1196 1199 5259 6458 09022 3 1329 1334 5169 6503 06163 4 1429 1436 5098 6534 04704 5 1511 1521 5037 6558 03815 6 1581 1593 4985 6578 03216 7 1642 1656 4938 6594 02777 8 1696 1713 4895 6608 02448 9 1745 1764 4856 6620 02189 10 1790 1812 4818 6630 019810 11 1832 1856 4783 6639 018011 12 1871 1897 4750 6647 016612 13 1907 1935 4719 6654 015413 14 1941 1971 4689 6660 014314 15 1974 2006 4660 6666 0134
Pressatildeoabsoluta
Vapor Saturado
SECO Ele natildeo varia de temperatura como tiacutetulo igual a 100 ou seja todamassa eacute vapor
UacuteMIDO Ele natildeo varia de temperatura como tiacutetulo variando de 0 a 100
Grau de SuperaquecimentoEacute a diferenccedila entre a temperatura do vapor
superaquecido e a temperatura do vapor
saturado a uma determinada pressatildeo
Exemplo
Vapor saturadouacutemido
Vapor saturadoseco
Vapor superaquecido
P = 10 kgfcm2
T = 1832 oCP = 10 kgfcm2
T = 220 oCP = 10 kgfcm2
T = 1832 oC
Tiacutetulo ou Qualidade do Vapor
Eacute a porcentagem de vapor existente em uma mistura devapor saturado Portanto se tivermos 1 kg de vapor
saturado com tiacutetulo X = 75 075 kg dessa massaseraacute vapor e 025 kg seraacute aacutegua
X = MASSA DE VAPOR x 100
(MASSA DE VAPOR + AacuteGUA)
05
06
07
08
09
10
60 70 80 90 10050
Tiacutetulo
uso
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Sistema Tiacutepico de Vapor
CaldeiraBomba
Tanque deAlimentaccedilatildeo
Aacutegua deMake-up
TanquesSerpentinados
Condensado
Condensado
Vapor
Vapor
Vapor
Trocadoresde Calor
Sistemade
Aquecimento
Panelotildees
Utilizaccedilotildees
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- menor custo de geraccedilatildeo983082VAPOR SUPERAQUECIDO
Utilizado para movimentaccedilatildeo de maacutequinasMotivo necessidade de vapor isento
de aacutegua
Unidades
bull VAZAtildeO
Meacutetrico kghBritacircnico gpm (galotildeesmin)Internacional m3s
Natildeo Confundir
VAZAtildeO Volume de um fluido por unidade de tempo
Volume
Tempo
kg
hm3
h= =
COM
PRESSAtildeO Forccedila aplicada por unidade de aacuterea
Forccedila
Aacuterea
kgf
cm2
lbpol2
= =
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bull DENSIDADE Eacute a massa ocupada porum determinado fluido por unidade devolume
UNIDADES kgm3 (Sistema MeacutetricoInternacional)
lbft3 (Sistema Britacircnico)
Unidades
bull VOLUME ESPECIacuteFICO Eacute o volumeocupado por um determinado fluidopor unidade de massa
UNIDADES m3kg
Produccedilatildeo de Vapor
Temperatura
Calor
Pressatildeoconstante
Temperatura
Calorconstante
Temperatura
Calor
t2
t1
Volume
Temperatura
Produccedilatildeo de Vapor
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- FIAGRIL-
Tempe-ratura
deebuliccedilatildeo
Temperatura
Calor
Temperaturade ebuliccedilatildeot3
Produccedilatildeo de Vapor
Tempe-ratura
deebuliccedilatildeo
Temperatura
Calor
t4
Produccedilatildeo de Vapor
4
Temperatura
constante
Temperatura
t5
Calor
Produccedilatildeo de Vapor
5
Temperatura
Calor
t6Temperatura
Produccedilatildeo de Vapor
6
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- FIAGRIL-
Tabela de Vapor Saturado
Pressatildeorelativa Temp
Calorsensiacutevel
Calorlatente
Calortotal
VolumeEspeciacutefico
bar kgfcm2 ordmC kcalkg kcalkg kcalkg m3kg
0 1 991 991 5394 6385 17251 2 1196 1199 5259 6458 09022 3 1329 1334 5169 6503 06163 4 1429 1436 5098 6534 04704 5 1511 1521 5037 6558 03815 6 1581 1593 4985 6578 03216 7 1642 1656 4938 6594 02777 8 1696 1713 4895 6608 02448 9 1745 1764 4856 6620 02189 10 1790 1812 4818 6630 019810 11 1832 1856 4783 6639 018011 12 1871 1897 4750 6647 016612 13 1907 1935 4719 6654 015413 14 1941 1971 4689 6660 014314 15 1974 2006 4660 6666 0134
Pressatildeoabsoluta
Vapor Saturado
SECO Ele natildeo varia de temperatura como tiacutetulo igual a 100 ou seja todamassa eacute vapor
UacuteMIDO Ele natildeo varia de temperatura como tiacutetulo variando de 0 a 100
Grau de SuperaquecimentoEacute a diferenccedila entre a temperatura do vapor
superaquecido e a temperatura do vapor
saturado a uma determinada pressatildeo
Exemplo
Vapor saturadouacutemido
Vapor saturadoseco
Vapor superaquecido
P = 10 kgfcm2
T = 1832 oCP = 10 kgfcm2
T = 220 oCP = 10 kgfcm2
T = 1832 oC
Tiacutetulo ou Qualidade do Vapor
Eacute a porcentagem de vapor existente em uma mistura devapor saturado Portanto se tivermos 1 kg de vapor
saturado com tiacutetulo X = 75 075 kg dessa massaseraacute vapor e 025 kg seraacute aacutegua
X = MASSA DE VAPOR x 100
(MASSA DE VAPOR + AacuteGUA)
05
06
07
08
09
10
60 70 80 90 10050
Tiacutetulo
uso
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Unidades
bull DENSIDADE Eacute a massa ocupada porum determinado fluido por unidade devolume
UNIDADES kgm3 (Sistema MeacutetricoInternacional)
lbft3 (Sistema Britacircnico)
Unidades
bull VOLUME ESPECIacuteFICO Eacute o volumeocupado por um determinado fluidopor unidade de massa
UNIDADES m3kg
Produccedilatildeo de Vapor
Temperatura
Calor
Pressatildeoconstante
Temperatura
Calorconstante
Temperatura
Calor
t2
t1
Volume
Temperatura
Produccedilatildeo de Vapor
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Tempe-ratura
deebuliccedilatildeo
Temperatura
Calor
Temperaturade ebuliccedilatildeot3
Produccedilatildeo de Vapor
Tempe-ratura
deebuliccedilatildeo
Temperatura
Calor
t4
Produccedilatildeo de Vapor
4
Temperatura
constante
Temperatura
t5
Calor
Produccedilatildeo de Vapor
5
Temperatura
Calor
t6Temperatura
Produccedilatildeo de Vapor
6
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Tabela de Vapor Saturado
Pressatildeorelativa Temp
Calorsensiacutevel
Calorlatente
Calortotal
VolumeEspeciacutefico
bar kgfcm2 ordmC kcalkg kcalkg kcalkg m3kg
0 1 991 991 5394 6385 17251 2 1196 1199 5259 6458 09022 3 1329 1334 5169 6503 06163 4 1429 1436 5098 6534 04704 5 1511 1521 5037 6558 03815 6 1581 1593 4985 6578 03216 7 1642 1656 4938 6594 02777 8 1696 1713 4895 6608 02448 9 1745 1764 4856 6620 02189 10 1790 1812 4818 6630 019810 11 1832 1856 4783 6639 018011 12 1871 1897 4750 6647 016612 13 1907 1935 4719 6654 015413 14 1941 1971 4689 6660 014314 15 1974 2006 4660 6666 0134
Pressatildeoabsoluta
Vapor Saturado
SECO Ele natildeo varia de temperatura como tiacutetulo igual a 100 ou seja todamassa eacute vapor
UacuteMIDO Ele natildeo varia de temperatura como tiacutetulo variando de 0 a 100
Grau de SuperaquecimentoEacute a diferenccedila entre a temperatura do vapor
superaquecido e a temperatura do vapor
saturado a uma determinada pressatildeo
Exemplo
Vapor saturadouacutemido
Vapor saturadoseco
Vapor superaquecido
P = 10 kgfcm2
T = 1832 oCP = 10 kgfcm2
T = 220 oCP = 10 kgfcm2
T = 1832 oC
Tiacutetulo ou Qualidade do Vapor
Eacute a porcentagem de vapor existente em uma mistura devapor saturado Portanto se tivermos 1 kg de vapor
saturado com tiacutetulo X = 75 075 kg dessa massaseraacute vapor e 025 kg seraacute aacutegua
X = MASSA DE VAPOR x 100
(MASSA DE VAPOR + AacuteGUA)
05
06
07
08
09
10
60 70 80 90 10050
Tiacutetulo
uso
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Tempe-ratura
deebuliccedilatildeo
Temperatura
Calor
Temperaturade ebuliccedilatildeot3
Produccedilatildeo de Vapor
Tempe-ratura
deebuliccedilatildeo
Temperatura
Calor
t4
Produccedilatildeo de Vapor
4
Temperatura
constante
Temperatura
t5
Calor
Produccedilatildeo de Vapor
5
Temperatura
Calor
t6Temperatura
Produccedilatildeo de Vapor
6
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Tabela de Vapor Saturado
Pressatildeorelativa Temp
Calorsensiacutevel
Calorlatente
Calortotal
VolumeEspeciacutefico
bar kgfcm2 ordmC kcalkg kcalkg kcalkg m3kg
0 1 991 991 5394 6385 17251 2 1196 1199 5259 6458 09022 3 1329 1334 5169 6503 06163 4 1429 1436 5098 6534 04704 5 1511 1521 5037 6558 03815 6 1581 1593 4985 6578 03216 7 1642 1656 4938 6594 02777 8 1696 1713 4895 6608 02448 9 1745 1764 4856 6620 02189 10 1790 1812 4818 6630 019810 11 1832 1856 4783 6639 018011 12 1871 1897 4750 6647 016612 13 1907 1935 4719 6654 015413 14 1941 1971 4689 6660 014314 15 1974 2006 4660 6666 0134
Pressatildeoabsoluta
Vapor Saturado
SECO Ele natildeo varia de temperatura como tiacutetulo igual a 100 ou seja todamassa eacute vapor
UacuteMIDO Ele natildeo varia de temperatura como tiacutetulo variando de 0 a 100
Grau de SuperaquecimentoEacute a diferenccedila entre a temperatura do vapor
superaquecido e a temperatura do vapor
saturado a uma determinada pressatildeo
Exemplo
Vapor saturadouacutemido
Vapor saturadoseco
Vapor superaquecido
P = 10 kgfcm2
T = 1832 oCP = 10 kgfcm2
T = 220 oCP = 10 kgfcm2
T = 1832 oC
Tiacutetulo ou Qualidade do Vapor
Eacute a porcentagem de vapor existente em uma mistura devapor saturado Portanto se tivermos 1 kg de vapor
saturado com tiacutetulo X = 75 075 kg dessa massaseraacute vapor e 025 kg seraacute aacutegua
X = MASSA DE VAPOR x 100
(MASSA DE VAPOR + AacuteGUA)
05
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08
09
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60 70 80 90 10050
Tiacutetulo
uso
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Tabela de Vapor Saturado
Pressatildeorelativa Temp
Calorsensiacutevel
Calorlatente
Calortotal
VolumeEspeciacutefico
bar kgfcm2 ordmC kcalkg kcalkg kcalkg m3kg
0 1 991 991 5394 6385 17251 2 1196 1199 5259 6458 09022 3 1329 1334 5169 6503 06163 4 1429 1436 5098 6534 04704 5 1511 1521 5037 6558 03815 6 1581 1593 4985 6578 03216 7 1642 1656 4938 6594 02777 8 1696 1713 4895 6608 02448 9 1745 1764 4856 6620 02189 10 1790 1812 4818 6630 019810 11 1832 1856 4783 6639 018011 12 1871 1897 4750 6647 016612 13 1907 1935 4719 6654 015413 14 1941 1971 4689 6660 014314 15 1974 2006 4660 6666 0134
Pressatildeoabsoluta
Vapor Saturado
SECO Ele natildeo varia de temperatura como tiacutetulo igual a 100 ou seja todamassa eacute vapor
UacuteMIDO Ele natildeo varia de temperatura como tiacutetulo variando de 0 a 100
Grau de SuperaquecimentoEacute a diferenccedila entre a temperatura do vapor
superaquecido e a temperatura do vapor
saturado a uma determinada pressatildeo
Exemplo
Vapor saturadouacutemido
Vapor saturadoseco
Vapor superaquecido
P = 10 kgfcm2
T = 1832 oCP = 10 kgfcm2
T = 220 oCP = 10 kgfcm2
T = 1832 oC
Tiacutetulo ou Qualidade do Vapor
Eacute a porcentagem de vapor existente em uma mistura devapor saturado Portanto se tivermos 1 kg de vapor
saturado com tiacutetulo X = 75 075 kg dessa massaseraacute vapor e 025 kg seraacute aacutegua
X = MASSA DE VAPOR x 100
(MASSA DE VAPOR + AacuteGUA)
05
06
07
08
09
10
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Tiacutetulo
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