Remoção de Ar do Equipamento a Vapor

Como visto no artigo que discute sobre os Problemas de Temperatura Causados pelo Ar, a remoção de ar do equipamento a vapor é essencial para usar efetivamente o vapor. O artigo a seguir irá primeiro abordar sobre a relação entre as desidades do ar e vapor e depois discutir como isso afeta o posicionamento dos eliminadores de ar em equipamentos que usam o vapor.

O que é Mais Pesado, o Ar ou o Vapor?

• O peso molecular médio do ar é 29, o que significa que 1 mol pesa 29 gramas.
• O peso molecular do vapor (água) é 18, o que significa que 1 mol pesa 18 gramas.

Portanto, sob as condições normais*, 1 mol de vapor (água) é mais leve do que 1 mol de ar. Entretanto, as condições operacionais não se limitam a condições normais.

As densidades do vapor e do ar variam muito de acordo com os seguintes fatores:

• Proporção vapor:ar
• Pressão
• Temperatura

*CNTP (Condições Normais de Temperatura e Pressão): 1 atm, 0°C (273,15 K, 32 F)

Efeito da Pressão e Temperatura sobre a Densidade do Ar/Vapor

Por exemplo, como se mostra no gráfico acima, o ar é mais pesado que o vapor em temperaturas abaixo de 162°C (324 F), mas mais leve que o vapor às temperaturas acima dessa. Entretanto, a 20 barg (290 psig), a relação entre as densidades de vapor e ar se invertem a 188°C (370 F). As densidades de vapor e água claramente variam dependendo da temperatura e pressões parciais da mistura.

Ao configurar um sistema para a eliminação adequada de ar, é importante compreender que os eliminadores de ar não podem ser simplesmente instalados no topo ou no fundo do equipamento, porque as densidades de vapor e do ar variam. Assim, a eliminação apropriada de ar pode requerer mais de um eliminador de ar, dependendo da configuração de equipamento.

Por Onde o Ar Deve Ser Removido do Equipamento?

No equipamento que utiliza o vapor, o ar que preenche o espaço de vapor é empurrado ao longo do fluxo na partida. Desde que o aquecimento se inicia quando entra o vapor no equipamento, é crítico que todo o ar seja completamente descarregado nesse momento.

Para uma simples configuração do espaço de vapor, como ilustrada na animação abaixo, um purgador de vapor com eliminador automático de ar constuma ser adequado o suficiente para a descarga de ar.

Entretanto, um cuidado especial deve ser tomado em equipamentos com configurações complexas de espaço de vapor ou em equipamentos que usam o tubo sifão porque o ar tem a tendência de acumular-se nesses tipos de equipamentos mesmo que seja usado o purgador de vapor com função automática de eliminação de ar.

Nesses casos, é recomendado o uso de eliminador de ar projetado especialmente para o sistema de vapor. Tais eliminadores de ar devem ser instaladados em fluxos estagnados ou nas áreas de coleta, onde é provável que o ar seja empurrado.

Os eliminadores de ar para vapor são um tipo de válvula automática com uma configuração similar à de purgadores de vapor termostáticos: a válvula se abre e fecha em resposta à diferença de temperaturas entre a do vapor e a do ar.

Para maiores informações sobre eliminadores de ar do vapor, leia o artigo: Eliminadores de Ar para Vapor

Por que a Temperatura Não Aumenta?

Eliminadores de Ar para Vapor