Teoria do Vapor 1. Fundamentos do Vapor O que é vapor? Principais Aplicações para Vapor Tipos de Vapor Vapor Flash Como ler uma Tabela de Vapor 2. Controle de Vapor Problemas como Controle de Temperatura Controle da Pressão do Vapor Comparação entre Aquecimento a Vapor e Aquecimento a Água Quente Fundamentos do Vapor a Vácuo Sistemas de Aquecimento a Vapor a Vácuo O que é Resfriamento a Vácuo? 3. Aquecimento com Vapor Aquecimento com Vapor Transferência Térmica do Vapor Coeficiente Global de Transferência de Calor O que é vapor a vácuo? 4. Fundamentos básicos do purgador de vapor O que é um Purgador de Vapor? A História dos Purgadores de Vapor #1 A História dos Purgadores de Vapor #2 Como funcionam os purgadores mecânicos: Um olhar para seus mecanismos e méritos Como funciona purgadores do tipo disco: uma visão sobre seu mecanismo e mérito 5. Seleção do purgador de vapor Seleção de Purgador de Vapor: Como a Aplicação Afeta na Seleção Seleção do Purgador de Vapor: Entendendo as Especificações Seleção do Purgador de Vapor: Fator de Segurança e Custo do Ciclo de Vida Purgadores e Orifícios - Parte 1 Purgadores e Orifícios - Parte 2 Fundição vs Forjamento Aplicação de diferentes tipos de purgador para vapor 6. Problemas de purgador de vapor Será que o Meu Purgador Está Vazando Vapor Vivo? Precauções para o Purgador de Controle de Temperatura Orientações para a Instalação de Purgadores Contrapressão do Purgador Drenagem Dupla Drenagem coletiva Bloqueio de Vapor Bloqueio de Ar 7. Sistema de Gerenciamento de Purgadores de Vapor Introdução ao gerenciamento de purgadores de vapor Perdas de Vapor dos Purgadores – o que isso custa para você Guia para inspeção do purgador de vapor 8. Golpe de Aríete Golpe de Aríete: O que é? Golpe de Aríete: O Mecanismo Golpe de Aríete: Causa e Localização Golpe de Aríete: Nas Linhas de Distribuição de Vapor Golpe de Aríete: Nos Equipamentos Golpe de Aríete: Nas Tubulações de Transporte de Condensado Golpe de Aríete: Conclusão 9. Minimização de riscos Steam System Optimization and Risk Mitigation 10. Qualidade do Vapor Vapor úmido vs. Vapor seco: A importância do fator de secura do vapor Separadores e seu papel no sistema de vapor Vapor Limpo e Puro Por que a Temperatura Não Aumenta? Remoção de Ar do Equipamento a Vapor Eliminadores de Ar para Vapor 11. Distribuição de vapor Melhores Práticas para Remoção do Condensado nas Linhas de Vapor Dicas de Instalação para Purgadores de Vapor em Tubulação Principal do Vapor Erosão na Tubulação do Condensado e Vapor Corrosão na Tubulação de Vapor e Condensado 12. Recuperação de Condensado Introdução sobre Recuperação do Condensado Retornando o condensado e Quando usar bombas de condensado Recuperação de condesado: Sistemas ventilado vs. pressurizado Tubulação de Recuperação de Condensado O que é estol? Método de Prevenção do Estol Cavitação em Bombas de Condensado 13. Eficiência Energética Isolamento Térmico dos Purgadores Compressores de Vapor Porque economizar energia? Estratégias de Gestão para Conservação de Energia Recuperação de Nuvens de Vapor e Calor Residual Recuperação de calor residual Dicas para economia de energia em caldeiras Dicas de economia de energia da tubulação de vapor Dicas de economia de energia para equipamentos a vapor Prevenção de Vazamentos de Vapor 14. Ar Comprimido Remoção do Condensado do Ar Comprimido Evitando o Entupimento nos Purgadores de Ar Dicas de economia de Energia para Compressor de Ar 15. Outras Válvulas Tipos de Válvulas Válvulas de Desvio Instalação e Benefícios da Válvula de Retenção Válvulas Redutoras de Pressão para Vapor Tipos de Vapor Conteúdo: Se água for aquecida além do ponto de ebulição, ela se vaporiza em vapor, ou água em estado gasoso. No entanto, nem todo vapor é igual. As propriedades do vapor variam gradativamente dependendo da pressão e temperatura na qual ele está sujeito. No artigo Principais Aplicações para Vapor, nós discutimos várias aplicações nas quais o vapor é usado. Nas seções a seguir, nós discutiremos os tipos de vapor usado nestas aplicações. Relação de Pressão-Temperatura da Água & Vapor Clique sobre a palavra para ver a animação Vapor saturado (seco) é produzido quando água é aquecida até o ponto de ebulição (aquecimento sensível) e então vaporizada com calor adicional (aquecimento latente). Se este vapor é então aquecido acima do ponto de saturação, ele se torna vapor superaquecido(aquecimento sensível). Vapor saturado Conforme indicado pela linha preta no gráfico acima, vapor saturado ocorre em temperaturas e pressões onde o vapor(gás) e água(líquido) podem coexistir. Em outras palavras, isto ocorre quando a taxa de vaporização da água é igual a taxa de condensação. Vantagens de uso do vapor saturado para aquecimento Vapor saturado tem muitas propriedades que o torna um excelente fonte de calor, particularmente às temperaturas de 100 °C (212°F) e acima. Algumas destas propriedades são: Propriedade Vantagem Aquecimento rápido e uniforme através de transferência do calor latente Melhorou a qualidade e produtividade do produto Pressão pode controlar temperatura Temperatura pode ser rapidamente e precisamente estabelecida Alto coeficiente de transferência do calor Menor área superficial requerida para transferência de calor, possibilitando redução no gasto inicial do equipamento Origina a partir de água Seguro,limpo e baixo custo Dicas Tendo dito isso, é necessário estar atento aos seguintes itens quando estiver aquecendo com vapor saturado:Eficiência de aquecimento pode ser diminuído se outro vapor diferente ao vapor seco for usado para processo de aquecimento. Ao contrário da percepção comum, virtualmente todo o vapor gerado pela caldeira não é vapor saturado seco, mas sim vapor úmido, no qual contém algumas moléculas de água não-vaporizada..A perda do calor radiante provoca condensação em alguma parte do vapor. O vapor úmido gerado nestas condições torna-se mais úmido, e também forma o condensado, que deve ser removido através da instalação de purgadores de vapor em locais apropriados.Condensado pesado que cai fora do fluxo de vapor pode ser removido através de purgadores de vapor da bota de condensado. No entanto, o vapor úmido entrante reduzirá eficiência de aquecimento, e deveria ser removido através do ponto de uso ou distribuição das estações de separação.Vapor que incorrer em queda de pressão devido ao atrito na tubulação,etc., pode resultar uma perda correspondente à temperatura do vapor também. Vapor Úmido Esta é a foma mais comum do vapor experimentado nas plantas. Quando o vapor é gerado usando uma caldeira, este geralmente contém umidade vinda de moléculas de água não-vaporizada que foram carregadas para dentro do vapor distribuído. Mesmo as melhores caldeiras podem descarregar vapor contendo 3% a 5% de umidade. À medida em que a água se aproxima do estado saturado e começa a vaporizar, parte da água, geralmente em forma de névoa ou gotículas, é arrastada para vapor ascendente e distribuído em corrente abaixo. Este é um dos motivos chave de o porquê um separador é usado para desarraste do condensado a partir do vapor distribuído. Vapor superaquecido Vapor superaquecido é criado através do aquecimento adicional sobre o vapor úmido ou saturado, acima do ponto de vapor saturado. Isto produz um vapor que tem temperatura mais alta e densidade mais baixa do que um vapor saturado à mesma pressão. Vapor superaquecido é usado principalmente em aplicação de propulsão/movimento tais como turbinas, e não é tipicamente usado para aplicações de transferência de calor. Vantagens de uso do vapor superaquecido para movimentar turbinas: Para manter o nível seco do vapor para equipamento movido a vapor, do qual a performance é debilitada pela presença de condensado. Para melhorar a eficiência térmica e capacidade de trabalho, e.g. para alcançar mudanças maiores em volume específico a partir do estado superaquecido para pressões mais baixas, até mesmo de vácuo. É vantajoso tanto o fornecimento e descarga de vapor, enquanto estiver no estado superaquecido porque não serão gerados condensados dentro do equipamento movido a vapor durante o funcionamento normal, minimizando o risco de danos por erosão ou a corrosão do ácido carbônico. Além disso, como a eficiência térmica teórica da turbina é calculada a partir do valor da entalpia na entrada e saída da turbina, aumentando o nível de superaquecimento bem como o de pressão, aumenta a entalpia no lado de entrada da turbina, e é assim eficaz na melhora da eficiência térmica. Desvantagens de uso do vapor superaquecido para aquecimento: Propriedade Desvantagem Baixo coeficiente de transferência de calor Produtividade reduzida Maior área de superfície de transferência de calor necessária Variação na temperatura do vapor mesmo em pressão constante Vapor superaquecido precisa manter alta velocidade, senão a temperatura cairá à medida que o calor é perdido do sistema. Calor sensível é usado para transferir calor Queda de temperatura pode ter um impacto negativo sobre a qualidade do produto Temperatura pode ser extremamente alta Materiais de construção mais fortes podem ser necessários, requerendo um alto gasto inicial de equipamento. Por estas e outras razões, o vapor saturado é preferível a vapor superaquecido como meio de aquecimento em trocadores e outro equipamento de transferência de calor. Por outro lado, quando visto como uma fonte de calor para aquecimento direto, como um gás a alta temperatura, ele tem uma vantagem sobre o ar quente, onde ele pode ser usado como fonte de calor para aquecimento sob as condilções livres de oxigênio. A pesquisa está sendo realizada também na utilização de vapor superaquecido em aplicações de processamento de alimentos, tais como cozinhar e secar. Água Supercrítica Água supercrítica é a água no estado em que excede o seu ponto crítico: 221 bar,374 °C (3208 psia, 705°F). No ponto crítico, o calor latente do vapor é zero, e seu volume epecífico é exatamente o mesmo, seja no estado líquido ou gasoso. Em outras palavras, água que está na pressão e temperatura acima do ponto crítico está num estado indistinguível que não é líquido nem gás. Água supercrítica é usada para movimentar turbinas em usinas de energia na qual demanda eficiência mais alta.Pesquisa sobre água supercrítica está sendo executado com ênfase no seu uso como um fluido que tem as propriedades de ambos líquido e gás, e em particular na sua adequação como um solvente para reações químicas. Vários Estados da Água Água Não-saturada Esta é a água no estado mais reconhecível. Aproximadamente 70% do peso do corpo humano vem da água. Na forma líquida da água, ponte de hidrogênio puxa as moléculas de água juntas. Como resultado, água não-saturada tem uma estrutura relativamente compacta, densa e estável. Vapor saturado Moléculas de vapor saturado são invisíveis. Quando o vapor saturado é liberado para a atmosfera sendo expelido pela tubulação, parte dela condensa através de transferência do seu calor para o ar ao redor, e nuvens de vapor branco (pequenas gotículas de água) são formadas. Quando o vapor inclui estas pequenas gotículas, ele é chamado de vapor úmido. Em um sistem de vapor, o vapor liberado através do purgador de vapor é muitas vezes mal interpretado como vapor saturado(vivo), onde na verdade este é o vapor flash. A diferença entre os dois é que o vapor saturado é invisível imediatamente na saída da tubulação, enquanto que o vapor flash contém gotículas de água visível no instante da sua formação. Vapor Superaquecido Enquanto reter o seu estado superaquecido, o vapor superaquecido não irá condensar mesmo que este venha a entrar em contato com a atmosfera e sua temperatura caia. Como resultado, nenhuma nuvem de vapor são formadas. Vapor superaquecido armazena mais calor que o vapor saturado que se encontra na mesma pressão, e o movimento de suas moléculas são mais rápidos, portanto este tem menor densidade (i.e., seu volume específico é maior). Água Supercrítica Embora não seja possível dizer através da observação visual, esta é a água em uma forma que não é líquida nem gasosa. A idéia geral é de um movimento molecular que é próximo ao de um gás, e uma densidade que é próxima a de um líquido. Principais Aplicações para Vapor Vapor Flash Também em TLV.com Serviço Vapor úmido vs. Vapor seco: A importância do fator de secura do vapor O que é vapor a vácuo? Principais Aplicações para Vapor Tabela de vapor saturado por pressão