O documento descreve a empresa Spirax Sarco, especializada em sistemas de vapor. A Spirax Sarco foi fundada no Reino Unido em 1910 e atualmente possui 4.400 empregados em 41 companhias em 32 países, fornecendo conhecimento, serviços e produtos para o controle e uso eficiente de vapor industrial em todo o mundo. O documento também apresenta conceitos básicos sobre sistemas de vapor, incluindo geração, distribuição, uso e retorno do vapor.
2. Projeto de Sistemas de Vapor
Spirax Sarco – uma empresa mundial
Fundada em 1910;
Origem Inglesa;
50 anos fabricando no Brasil;
4.400 Empregados no Mundo;
41 Companhias em 32 Países;
Distribuidores Autorizados em 51 países;
12 Fábricas no Mundo.
3. Projeto de Sistemas de Vapor
Spirax Sarco – uma empresa mundial
■ empresas do grupo
● escritórios de vendas
▲ distribuidores
4. Projeto de Sistemas de Vapor
Spirax Sarco – um recurso global
A Spirax Sarco fornece Conhecimento (K),
Serviços (S)
e Produtos (P), mundialmente, para o
controle e uso eficiente do vapor e outros
fluidos industriais.
5. Projeto de Sistemas de Vapor
Compartilhando Conhecimento
Para prover soluções, a Spirax
Sarco dispõe do conhecimento de
mais de 800 engenheiros pelo
mundo.
6. Projeto de Sistemas de Vapor
Consultoria Técnica e Energética
• Consultoria Técnica
especializada no projeto,
operação e manutenção do
sistema de vapor e retorno de
condensado.
• A nível local ou corporativo,
mundialmente, para atender à
necessidade da sua
organização.
7. Projeto de Sistemas de Vapor
Sistema de Vapor
GGeerraaççããoo
DDiissttrriibbuuiiççããoo RReettoorrnnoo
UUttiilliizzaaççããoo
Objetivo: Deslocar grandes quantidades de calor e energia entre
locais distantes.
Aplicações:
- Acionamento de máquina motriz (turbina);
- Acionamento de máquina operatriz (bomba);
- Aquecimento: transferindo calor e atuando diretamente no
processo.
10. Projeto de Sistemas de Vapor
Por que se utiliza Vapor?
A cada dia, sua empresa fabrica um pprroodduuttoo qquuee NNÃÃOO éé
eemmbbaallaaddoo oouu vveennddiiddoo!!
EEssttee pprroodduuttoo ttrraannssppoorrttaa aa eenneerrggiiaa qquuee éé VITAL ppaarraa aass
ooppeerraaççõõeess ddee ssuuaa FFáábbrriiccaa!!
UUssaaddoo ppaarraa ccoozziinnhhaarr,, sseeccaarr,, aaqquueecceerr……PPooddeennddoo ttaammbbéémm
ccoonnttrroollaarr tteemmppeerraattuurraass eemm nnuummeerroossooss PPrroocceessssooss ddee
FFaabbrriiccaaççããoo!!
11. Projeto de Sistemas de Vapor
Quais as principais vantagens de se utilizar Vapor?
• Gerado a partir da água;
• Permite ajuste da temperatura pela pressão;
• Facilidades no transporte e distribuição;
• Transporta muita energia com pouca massa.
13. Projeto de Sistemas de Vapor
Tipos de Vapor
•• VAPOR SATURADO
Vapor freqüentemente em contato com a
parte líquida e em equilíbrio térmico com a
mesma.
•• VAPOR SUPERAQUECIDO
Vapor que se encontra a uma temperatura
acima da temperatura do vapor saturado.
14. Projeto de Sistemas de Vapor
VAPOR SATURADO
Para aquecimento
(85% dos casos)
VAPOR SUPERAQUECIDO
Para geração de energia
(15% dos casos)
Tipos de Vapor
15. Projeto de Sistemas de Vapor
UUttiilliizzaaççããoo
DDiissttrriibbuuiiççããoo
GGeerraaççããoo
RReettoorrnnoo
Aquecimento
16. Projeto de Sistemas de Vapor
ggeerraaddoorr ddee
eenneerrggiiaa eellééttrriiccaa
VVaappoorr ssuuppeerraaqquueecciiddoo
GGeerraaddoorr
ddee vvaappoorr
TTuurrbbiinnaa
Geração de Energia
19. Projeto de Sistemas de Vapor
Pressão Atmosférica
Pressão exercida pela atmosfera,
variável com a altitude.
20. Projeto de Sistemas de Vapor
Pressão Manométrica
Pressão medida acima da atmosférica,
lida em um manômetro.
21. Projeto de Sistemas de Vapor
Pressão Absoluta
Pressão Atmosférica
(aprox. 1 bar a = 0 bar g)
Pressão
Atmosférica
Pressão
Manométrica
PPrreessssããoo
AAbbssoolluuttaa
É a pressão total.
É a soma das pressões.
Vácuo Perfeito
(0 bar a)
VVVááácccuuuooo
Pressão
Diferencial
Pressão Relativa
Pressão Absoluta
bar a = bar g + 1
22. Projeto de Sistemas de Vapor
B
A Lei de Pascal
A pressão em um recipiente fechado age igualmente
em todos os pontos!
Portanto, a pressão exercida em “A” é a mesma
medida em “B”, pelo manômetro!
24. Projeto de Sistemas de Vapor
11 mm
11 mm
1100 mm
1155 mm
PRESSÃO = FORÇA
ÁREA
FORÇA = Peso da coluna de água
Peso específico X volume
1111....000000000000 kkkkggggffff////mmmm3333XXXX 11110000 mmmm3333 ==== 11110000....000000000000 kkkkggggffff
PP ==
1100..000000 kkggff
((110000 XX 110000)) ccmm22
== 11 kkggff//ccmm22
== 1100 mm..cc..aa == 11 bbaarr
Coluna de Água
26. Projeto de Sistemas de Vapor
15 m
Coluna de Água (1 Kgf/cm² = 10m)
0,5 Kgf/cm² 1,5 Kgf/cm²
5 m
27. Projeto de Sistemas de Vapor
Unidades
PRESSÃO: É a força exercida por unidade de área.
UNIDADES: bar (Sistema Internacional)
kgf/cm2 (Sistema Métrico)
psi (Sistema Britânico)
Pascal (Sistema Internacional)
28. Projeto de Sistemas de Vapor
Unidades
•PRESSÃO:
Conversões:
de kgf/cm2 para bar multiplique por 0,9807
de bar para kgf/cm2 multiplique por 1,0197 de kgf/cm2 para
m.c.a. multiplique por 10
de kgf/cm2 para psi multiplique por 14,224 de psi para kgf/cm2
multiplique por 0,0703
de psi para bar multiplique por 0,0717
30. Projeto de Sistemas de Vapor
Unidades
• CALOR:
CCoonnvveerrssõõeess::
ddee bbttuu//hh ppaarraa kkccaall//hh mmuullttiipplliiqquuee ppoorr 00,,225511;;
ddee kkccaall//hh ppaarraa kkjjoouullee//hh mmuullttiipplliiqquuee ppoorr 44,,118877..
31. Projeto de Sistemas de Vapor
Calor Específico dos Líquidos
Liquido Kcal/Kg.°C Liquido Kcal/Kg.°C
Acetona 0,51 Éter Etílico 0,53
Água 1,00 Gasolina 0,53
Água do Mar 0,94 Glicerina 0,58
Álcool Etílico (0°C) 0,55 Óleo Combustível 0,4 a 0,5
Álcool Etílico (40°C) 0,65 Óleo de Oliva 0,47
Amônia (0°C) 1,10 Óleo de Soja 0,47
Amônia (40°C) 1,48 Petróleo 0,51
Cloreto de Cálcio 0,73 Querosene 0,48
Cloreto de Sódio 0,79 Xileno 0,41
32. Projeto de Sistemas de Vapor
Calor Específico dos Sólidos
Material Kcal/Kg.°C Material Kcal/Kg.°C
Aço 0,12 Concreto 0,19
Alumínio 0,22 Ferro Fundido 0,12
Antimônio 0,05 Lã 0,33
Asbestos 0,20 Madeira 0,32 a 0,48
Borracha 0,48 Porcelana 0,26
Carvão 0,26 a 0,37 Prata 0,06
Chumbo 0,03 Vidro 0,20
Cobre 0,09 Zinco 0,09
33. Projeto de Sistemas de Vapor
Temperatura
MMééttrriiccoo -- éé mmeeddiiddaa eemm uummaa eessccaallaa eemm ggrraauuss CCeennttííggrraaddooss oouu
99
55
55
99
CCeellssiiuuss ((ooCC))
BBrriittâânniiccoo -- uussaa--ssee aa eessccaallaa ddee FFaahhrreennhheeiitt ((ooFF))
IInntteerrnnaacciioonnaall -- uussaa--ssee aa eessccaallaa KKeellvviinn ((KK))
CCoonnvveerrssõõeess::
ddee ooCC ppaarraa ooFF ooFF == ((ooCC ++ 3322))
ddee ooCC ppaarraa KK KK == ooCC ++ 227733
ddee ooFF ppaarraa ooCC ooCC == ((ooFF -- 3322))
34. Projeto de Sistemas de Vapor
Aquecimento
• CONDUÇÃO: Quando a transferência é feita de molécula a molécula, sem
que haja transporte dessas moléculas.
• CCOONNVVEECCÇÇÃÃOO:: QQuuaannddoo aa ttrraannssffeerrêênncciiaa ddee ccaalloorr éé ddee mmoollééccuullaa aa
mmoollééccuullaa,, ppoorréémm hháá uumm ttrraannssppoorrttee ssiimmuullttâânneeoo ddee mmaattéérriiaa.. AAss mmoollééccuullaass
ffrriiaass ddoo fflluuiiddoo ssee aaqquueecceemm ee ssee ddeessllooccaamm ppaarraa rreeggiiõõeess ccaaddaa vveezz mmaaiiss
qquueenntteess,, ee aass mmoollééccuullaass qquueenntteess,, eessffrriiaannddoo,, ssee ddeessllooccaamm ppaarraa rreeggiiõõeess
ccaaddaa vveezz mmaaiiss ffrriiaass..
• IIRRRRAADDIIAAÇÇÃÃOO:: Quando a transferência se faz de um corpo para outro,
mesmo sem contato entre si.
35. Projeto de Sistemas de Vapor
Conceitos Básicos
TIPOS DE TRANSFERÊNCIA DE CALOR
•CONDUÇÃO
•RADIAÇÃO
•CONVECÇÃO
36. Projeto de Sistemas de Vapor
Condução
•TRANSFERÊNCIA DE ENERGIA , MOLÉCULA À
MOLÉCULA , SEM MOVIMENTAÇÃO DE MASSA ,
PERPENDICULAR A SUPERFÍCIE CONSIDERADA
38. Projeto de Sistemas de Vapor
JEAN BAPTISTE J. FUORIER (FRANCÊS) - 1822
Q = - K ´ A ´ t ´ D
T
Q=ENERGIA (Kcal / h)
K=CONDUTIBILIDADE TÉRMICA (Kcal / h . m.ºC)
A= ÁREA (m2)
t = TEMPO (s )
T= DIFERENÇA DE TEMPERATURA (ºC)
X= ESPAÇO PERCORRIDO (m)
x
D
Energia Transmitida
39. Projeto de Sistemas de Vapor
Condutibilidade Térmica
ORDEM DE GRANDEZA DA CONDUTIBILIDADE TÉRMICA K
MATERIAL Kcal / h . m.° C W / m . ° K
GASES À PRESSÃO ATMOSFÉRICA 0 , 006 - 0 , 015 0 , 0069 - 0 , 017
MATERIAIS ISOLANTES 0 , 03 - 0 , 18 0 , 034 - 0 , 21
LÍQUIDOS NÃO-METÁLICOS 0 , 07 - 0 , 60 0 , 086 - 0 , 69
SÓLIDOS NÃO-METÁLICOS (ALVENARIA) 0 , 03 - 2 , 20 0 , 034 - 2 , 6
METAIS LÍQUIDOS 7 , 5 - 65 , 0 8 , 6 - 76 , 0
LIGAS 12 , 0 - 100 , 0 14 , 0 - 120 , 0
METAIS PUROS 45 , 0 - 360 , 0 52 , 0 - 410 , 0
1 W / m ° K = 0 , 8 6 Kcal / h . m.° C
40. Projeto de Sistemas de Vapor
Radiação
•TRANSFERÊNCIA DE ENERGIA ATRAVÉS DE
ONDAS ELETROMAGNÉTICAS , SEM
MOVIMENTAÇÃO DE MASSA
42. Projeto de Sistemas de Vapor
Energia Incidente
•Quando a energia incide sobre uma superfície , parte dela é
refletida , parte é absorvida , e parte é transmitida. Como a
maioria dos sólidos é opaca, e não transmite radiação, a porção
não absorvida é refletida de volta para a origem.
44. Projeto de Sistemas de Vapor
Energia Transmitida
J. STEFAN (1879) L. BOLTZMANN (1884) AUSTRÍACOS
Q = s . . A . (T1
4) . t
4 _ T2
Q = ENERGIA TRANSMITIDA (Kg / h)
s = CONSTANTE STEFAN & BOLTZMANN ( Kcal / h. m2 . º K 4 )
e = EMISSIVIDADE
A = ÁREA (m2)
T = TEMPERATURA (º K)
t = TEMPO (s )
45. Projeto de Sistemas de Vapor
Convecção
Transferência de Energia, molécula a
molécula, com transferência de massa.
46. Projeto de Sistemas de Vapor
Energia Transmitida
Q = hc´ A´t ´DT
Q = ENERGIA (Kg / h)
hc = COEFICIÊNTE MÉDIO DE TRANSFERÊNCIA DE CALOR POR CONVECÇÃO (Kcal / h . m2 .ºC)
A = ÁREA (m2)
T = DIFERENÇA DE TEMPERATURA ENTRE A SUPERFÍCIE QUENTE E UM PONTO DEFINIDO NO FLUIDO (ºC)
t = TEMPO (s )
48. Projeto de Sistemas de Vapor
Perda Por Radiação
PERDA POR RADIAÇÃO
AS TUBULAÇÕES DE VAPOR , MESMO ISOLADAS POSSUEM UMA PERDA DE CALOR
PARA A ATMOSFERA, POR RADIAÇÃO , QUE É CONTÍNUA E CONSTANTE
Qr = A . U . ( T2 - T1 ) . E . L Qr = Quantidade de condensado formado ( Kg / h )
Cl A = Área externa do tubo por metro linear ( m2 / m )
U = Coeficiente global de transferência de calor ( Kcal / h . m2 . ºC )
T2 = Temperatura do vapor ( ºC )
T1 = Temperatura ambiente ( ºC )
E = 1 - Eficiência do isolamento ( % )
L = Comprimento do tubo ( m )
Cl = Calor latente do vapor à pressão da linha ( Kcal / Kg )
EXAMPLO 1 : Calcular a quantidade de condensado formado por hora numa tubulação de diâmetro de 3”
com pressão de 8, 0 Bar e comprimento de 100 m , sem isolamento.
Qr = 0, 275 . 14, 9 . ( 170 - 25 ) . 1, 0 . 100 = 121, 55 SERÃO FORMADOS 121, 55 Kg / h DE CONDENSADOS
488, 8
EXAMPLO 2 : Idem acima, com a tubulação isolada, e com 75 % de eficiência.
Qr = 0, 275 . 14, 9 . ( 170 - 25 ) . 0, 75 . 100 = 30, 4 SERÃO FORMADOS 30, 4 Kg / h DE CONDENSADOS
488, 8
49. Projeto de Sistemas de Vapor
Área Externa de Tubos para Vapor
ÁREA EXTERNA DE TUBOS PARA VAPOR
ø nom Área ø nom Área ø nom Área
Pol mm m2 / m Pol mm m2 / m Pol mm m2 / m
3 / 8 10 0, 053 2 50 0, 0187 10 250 0, 844
1 / 2 15 0, 066 2 1 / 2 65 0, 226 12 300 1, 00
3 / 4 20 0, 083 3 80 0, 275 14 350 1, 10
1 25 0, 103 4 100 0, 353 16 400 1, 26
1 1 / 4 32 0, 130 6 150 0, 520 18 450 1, 41
1 1 / 2 40 0, 149 8 200 0, 677 20 500 1, 57
50. Projeto de Sistemas de Vapor
Coeficiente Global de Troca
COEFICIENTE DE TRANSMISSÃO DE CALOR
Pressão Kcal / h . m2 . ºC
Bar 1” 2” 3” 5” 6” 10” Sup. Plana
1, 5 13, 2 12, 6 12, 1 11, 7 11, 5 11, 2 10, 5
1, 7 13, 7 12, 9 12, 5 12, 0 11, 7 11, 5 11, 3
4, 5 15, 1 14, 4 13, 9 13, 5 13, 0 12, 8 12, 5
8, 0 16, 4 15, 6 14, 9 14, 7 14, 1 13, 9 13, 4
19, 0 18, 1 17, 6 16, 7 16, 5 16, 1 15, 7 15, 4
43, 0 21, 5 21, 0 20, 5 19, 5 19, 0 18, 6 18, 1
TUBOS NÃO ISOLADOS , COM TEMPERATURA AMBIENTE DE 25 ºC
54. Projeto de Sistemas de Vapor
Equações Básicas
•Carga Térmica: (Uma fase)
Q = m . Cp . Dt
m: Vazão em massa
Cp: Calor específico
Dt: Diferencial de temperatura
55. Projeto de Sistemas de Vapor
Q 1 = Q2
Lembrete!
O calor cedido pelo fluido
quente é integralmente
recebido pelo fluido frio!
56. Projeto de Sistemas de Vapor
Equação Geral de Trocador de Calor
Q = U . A . DTml
U: Coeficiente Global de transferência de calor;
A: Área efetiva de troca térmica;
DTml: Diferencial médio logarítmico de temperatura
57. Projeto de Sistemas de Vapor
( )
Tml t t
2 1
ln
ö
÷ ÷ø
D = D - D
æ
D
ç çè
D
2
t
1
t
Cálculo do DTml
58. Projeto de Sistemas de Vapor
CONTRACORRENTE PARALELO
T1 T2
t1
t2
T1 T2
t1 t2
T; t ºF
T2
T1
t1
t2
T
t
L
x
T2
T1
t1
t2
T
t
T; t ºF
L
x
Dt2 = T1 – t2
Dt1 = T2 – t1
DtML =
Dt2 - Dt1
Ln (Dt2 / Dt1)
Dt2 = T1 – t1
Dt1 = T2 – t2
DtML =
Dt2 - Dt1
Ln (Dt2 / Dt1)
59. Projeto de Sistemas de Vapor
Exemplo: Um fluido quente entra em um trocador de calor com tubos concêntricos a uma temperatura de 150ºC e sai
resfriado a 95ºC por um fluido frio que entra a 40ºC e é aquecido a 70ºC. Calcular a “Diferença de Temperatura Média
Logarítmica” para o sistema em contracorrente e paralelo e definir qual o mais recomendado.
Fluxo contracorrente
Fluido Quente Fluido Frio
(T1) 150
-
(t2)
70
(T2) 95
-
(t1)
40
= 80 (Dt2)
= 55 (Dt1)
= 25 (Dt2 - Dt1)
Dt2 - Dt1
DTML =
2,3 log Dt2 / Dt1
25
DTML =
2,3 log 80 / 55
Fluxo Paralelo
Fluido Quente Fluido Frio
(T1) 150
-
(t2)
(T2) 95
-
(t1)
40
70
= 110 (Dt2)
= 25 (Dt1)
= 85 (Dt2 - Dt1)
Dt2 - Dt1
DTML =
2,3 log Dt2 / Dt1
85
DTML =
2,3 log 110 / 25
Cálculo do DTml
60. Projeto de Sistemas de Vapor
Cálculo do U
Q = U . A . DTml
h1, h2: Coeficientes de película (transmissão
térmica);
e: espessura da placa;
k: Condutividade térmica da placa
ff: Fator de incrustação
61. Projeto de Sistemas de Vapor
h = 0,023 . k (v.D.r)0,8 .(NPr)0,4
m
NPr = m . Cp
k
"m = Viscosidade absoluta
•v = Velocidade
"r = Densidade do fluido;
•D = Diâmetro hidráulico;
•Cp = Calor específico
•k = Condutividade térmica do fluido
NNRRee == vv..DD..r
m
Cálculo do h
64. Projeto de Sistemas de Vapor
Unidades de Medidas
1 W / m2 . K = 0,1761 Btu / h . ft2 . ºF
1 W / m2 . K = 0,8598 Kcal / h . m2 . ºC
1 W / m2 . ºC = 1,0 J / seg . m2 . ºC
1 Btu / h . ft2 . ºF = 4,88 Kcal / h . m2 . ºC
1 Btu / h . ft2 . ºF = 5,6786 W / m2 . ºK
1 Btu / h . ft2 . ºF = 5,678 J / seg . m2 . ºC
1 Kcal / h . m2 . ºC = 0,2048 Btu / h . ft2 . ºF
1 Kcal / h . m2 . ºC = 1,163 J / seg . m2 . ºC
65. Projeto de Sistemas de Vapor
Densidade e Volume Específico
• DENSIDADE: É a massa ocupada por um determinado fluido por
unidade de volume.
UNIDADES: kg/m3 (Sistema Internacional)
lb/ft3 (Sistema Britânico)
• VOLUME ESPECÍFICO: É o volume ocupado por um
determinado fluido por unidade de massa.
UNIDADES: m3/kg
66. Projeto de Sistemas de Vapor
Vazão
• VAZÃO: É o volume ou massa de um fluido que
escoa por um conduto por unidade de tempo.
Métrico kg/h
Britânico gpm (galões/min.)
Internacional m3/s
67. Projeto de Sistemas de Vapor
VAZÃO Volume de uumm fflluuiiddoo ppoorr uunniiddaaddee ddee tteemmppoo
VVoolluummee
TTeemmppoo
kkgg
hh
mm33
hh
= =
CCOOMM
PPRREESSSSÃÃOO FFoorrççaa aapplliiccaaddaa ppoorr uunniiddaaddee ddee áárreeaa
FFoorrççaa
ÁÁrreeaa
kkggff
ccmm22
llbb
ppooll22
= =
Não Confundir:
76. Projeto de Sistemas de Vapor
t2
t1
Temperatura
Volume
Calor
Produção de Vapor
77. Projeto de Sistemas de Vapor
t2
t1
Temperatura
Volume
Calor
Produção de Vapor
78. Projeto de Sistemas de Vapor
Temperatura
de ebulição
Produção de Vapor
Temperatura
Calor
t2
t1
79. Projeto de Sistemas de Vapor
Produção de Vapor
Temperatura
Calor
Temperatura
t2 de ebulição
t1
80. Projeto de Sistemas de Vapor
Produção de Vapor
Temperatura
Calor
Temperatura
de ebulição
t2
t1
81. Projeto de Sistemas de Vapor
Produção de Vapor
Temperatura
Calor
Temperatura
de ebulição
t2
t1
82. Projeto de Sistemas de Vapor
Produção de Vapor
Temperatura
Calor
Temperatura
t2 de ebulição
t1
83. Projeto de Sistemas de Vapor
Calor
Produção de Vapor
t2
t1
líquido
Temperatura
84. Projeto de Sistemas de Vapor
Calor
Produção de Vapor
t2
t1
água+vapor
vapor
saturado
líquido
Temperatura
85. Projeto de Sistemas de Vapor
Calor
Produção de Vapor
t2
t1
água+vapor
vapor
saturado
líquido
vapor
superaquecido
Temperatura
86. Projeto de Sistemas de Vapor
Calor
Produção de Vapor
t2
t1
água+vapor
vapor
saturado
líquido
vapor
superaquecido
calor
sensível
Temperatura
87. Projeto de Sistemas de Vapor
Calor
Produção de Vapor
t2
t1
água+vapor
vapor
saturado
líquido
vapor
superaquecido
calor
sensível
calor
latente
Temperatura
88. Projeto de Sistemas de Vapor
Calor
Produção de Vapor
t2
t1
água+vapor
vapor
saturado
líquido
vapor
superaquecido
calor
sensível
calor
latente
calor
sensível
Temperatura
89. Projeto de Sistemas de Vapor
Calor Sensível, Latente e Total
áágguuaa++vvaappoorr
CCaalloorr ttoottaall
CCaalloorr
t2
t1
vvaappoorr
llííqquuiiddoo ssaattuurraaddoo
vvaappoorr
ssuuppeerraaqquueecciiddoo
CCaalloorr sseennssíívveell CCaalloorr llaatteennttee CCaalloorr sseennssíívveell
TTeemmppeerraattuurraa
91. Projeto de Sistemas de Vapor
Título ou Qualidade do Vapor
É a porcentagem de vapor existente em uma mistura de vapor
saturado. Portanto, se tivermos 1 kg de vapor saturado com título X
= 75 %, então 0,75 kg dessa massa será vapor e 0,25 kg será
água.
X = MASSA DE VAPOR x 100 %
(MASSA DE VAPOR + ÁGUA)
92. Projeto de Sistemas de Vapor
Tipos de Vapor Saturado
SECO Não varia de temperatura
com o título igual a 100 %, ou
seja, toda massa é vapor.
ÚMIDO Não varia de temperatura
com o título variando de 0 a
100 %.
93. Projeto de Sistemas de Vapor
Grau de Superaquecimento
É a diferença entre a temperatura do vapor superaquecido e a
temperatura do vapor saturado, a uma determinada pressão.
Exemplo:
VVaappoorr ssaattuurraaddoo
úúmmiiddoo
P = 10 kgf/cm2
T = 183,2 oC
Vapor superaquecido
P = 10 kgf/cm2
T = 220 oC
Vapor saturado
seco
P = 10 kgf/cm2
T = 183,2 oC
Demonstrated by this list of group companies, offices and authorised distributors.
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Spirax Sarco has a one-hundred-year history of working in partnership with steam users around the world, and with the people who advise them, such as consultants and contractors.
Steam is primarily a heat carrying medium used throughout industry for process and space heating.
Our aim throughout our long history has been to help our customers manage their use of steam in a way that helps them improve the performance they get out of their plant and manufacturing processes.
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and designated industrial or process experts who are dotted about the Group but contactable by their colleagues wherever they are.
Spirax Sarco has a one-hundred-year history of working in partnership with steam users around the world, and with the people who advise them, such as consultants and contractors.
Steam is primarily a heat carrying medium used throughout industry for process and space heating.
Our aim throughout our long history has been to help our customers manage their use of steam in a way that helps them improve the performance they get out of their plant and manufacturing processes.
1.1 Steam System Basics
From the outset, an understanding of the basic steam circuit, or ‘steam and condensate loop’ is required. The steam flow in a circuit is due to condensation of steam which causes a pressure drop. This induces the flow of steam through the pipes.
The steam generated in the boiler must be conveyed through pipework to the point where its heat energy is required. Initially there will be one or more main pipes or "steam mains" which carry steam from the boiler in the general direction of the steam using plant. Smaller branch pipes can then carry the steam to the individual pieces of equipment.
When the boiler crown valve is opened (slowly of course), steam immediately passes from the boiler into and along the steam mains. The pipework is cold initially and so heat is transferred to it from the steam. The air surrounding the pipes is also cooler than the steam, so the pipework will begin to lose heat to the air. This heat loss to the surrounding air causes more steam to condense (called the "running load") in addition to the steam condensed in warming up the pipework (called the "starting load)
The resulting condensate falls to the bottom of the pipe and is carried along with the steam flow and by gravity due to the gradient in the steam main which normally falls in the direction of steam flow. The condensate will then have to be drained from the lowest points in the steam main.
When the valve on the steam pipe serving an item of steam using equipment is opened, steam flow from the distribution system enters the equipment and again comes into contact with surfaces cooler than itself. The steam then gives up its enthalpy of evaporation in warming up the equipment (starting load) and continues to transfer heat to the process (running load) when it will of course condense into water (condensate).
There is now a continuous flow of steam coming from the boiler to satisfy the connected load, and to maintain this supply more steam must be generated. In order to do this, more fuel is fed to the boiler and more water is pumped into it to make up for the water which has already been evaporated into steam.
The remedy must be to avoid lifting condensate directly from the trap. Instead the trap should be located sufficiently below the condensate outlet of the battery to give a gravity head. 1m will give almost 0.1 bar. and 0.5m nearly 0.05 bar. Then the condensate must drain freely to the receiver of a return pump, and the pump can lift the water to the return main. A vacuum breaker will allow water to fall to the trap even when the required steam temperature is below 100°C, by admitting air into the steam space. Without the pump, water logging of the partly loaded battery is quickly followed by waterhammer, corrosion or perhaps freezing problems.
In the example, the trap should be capable of passing 300 kg/h with a pressure differential of about 5.5 bar and (0.62 x 300 = 186) kg/h with only the gravity head which the installation provides.