Problemas de Temperatura Causados pelo Ar

O vapor fornecido ao seu processo está à pressão correta, mas por alguma razão está abaixo da temperatura correta? O produto não se aquece até a temperatura correta? O ar pode se espalhar e misturar com vapor na partida ou durante a operação regular, o que efetivamente reduz a pressão do vapor e resulta na redução da transferência de calor. Este fenômeno pode ser explicado pela Lei de Dalton de Pressões Parciais.

Lei de Dalton de Pressões Parciais

A Lei de Dalton de pressões parciais estabelece que:

Se diferentes tipos de gás forem misturados, a pressão total da mistura de gás é igual à soma das pressões parciais de cada tipo de gás.

Portanto, se o equipamento contém outros gases em adição ao vapor, outros gases afetarão a pressão total mostrada no manômetro do recipiente.

Animação da Lei de Dalton de Pressões Parciais

Por que a Temperatura não Sobe?

A maioria dos tipos de equipamento a vapor se enchem de ar quando não estão em uso. Este ar precisa ser removido do sistema na inicialização para operação adequada. Se o ar não for removido, ele ficará dentro do equipamento e impedirá que o espaço de vapor se encha completamente com vapor saturado. Quando a pressão do espaço de vapor é então medida, a pressão indicada é a da mistura de ar e vapor:

Quando o espaço para o vapor contém uma mistura de vapor e ar, a pressão indicada no manômetro (P_Total) não pode ser usada para avaliar com precisão a temperatura do vapor, que é representada por P₂.

A temperatura real do vapor será então sempre mais baixa que o valor esperado, o que levará a temperaturas insuficientes.

Cálculo da % de Ar Misturado com Vapor

Se você souber a temperatura no interior do espaço para o vapor, a % de ar em volume poderá ser facilmente calculada usando Engineering Calculator online da TLV.

Nota Adicional

Embora não seja diretamente relacionado à Lei de Dalton de pressões parciais, é importante notar que o ar pode interferir fortemente na transferência de calor porque é um mau condutor de calor. O ar pode também causar demora do tempo de arranque porque restringe o fluxo do vapor, assim como causar corrosão quando for misturado com água ou condensado. Além disso, embora este artigo esteja usando o termo "ar", este problema não é relacionado somente com o ar, mas também com outros gases não condensados, tais como aqueles que algumas vezes se formam como subproduto do tratamento de água.