Caldeira op

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Dimensionamento de uma caldeira, trabalho realizado para a disciplina de Operações Unitarias II com todo o procedimento necessario para se dimensionar uma caldeira dentro de uma industria de alimentos que necessita utilizar o vapor para suas operações.

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Caldeira op

  1. 1. Dimensionamento de Caldeira Professora: Maria Assima Bittar Graduandas: Aryane Nakashima Barbara Machado Gerlane Ataides Priscilla Rodrigues UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS Escola de Agronomia
  2. 2.  Produto  Suco de Laranja Tabela 1 – Composição quimica. Minimo Maximo Solidos soluveis em °Brix, a 20°C 10,5 - Relação de solidos soluveis em brix/acidez em g/100g de acido citrico anidro 7,0 - Acido ascorbico (mg/100mg) 25,00 - Açucares totais naturais da laranja (g/100g) - 13,00 Oleo essencial de laranja % v/v - 0,035
  3. 3.  Quantidade de Vapor A vazão de vapor, para processos de aquecimento, pode ser calculada pela seguinte equação: Sendo : qmf = 6633,83 Kg/h Cpf = 3,75 kJ/Kg.°C Ts = 95°C Te = 5°C hfg = 509,8 Kcal/Kgf X = 1 Determinou-se a Q = 4391,76 Kgf/h
  4. 4.  Dimensionamento das tubulações Para o dimensionamento da linha principal e dos ramais fixa-se suas velocidades, 25 e 15 m/s, respectivamente. Estima-se o diâmetro da tubulação pela equação abaixo: Sendo: Q= 4391,76 Kgf/h v = 25 m/s γ = 0,2189 m3/Kgf Determinou-se D = 4,6 ’’
  5. 5.  Velocidade de escoamento Calcula-se a velocidade real pela fórmula: Sendo: v= 25 m/s Q = 5400 Kgf/h γ = 0,2189 m³/kgf S = 106,7 cm² Determinou-se vreal = 24,7 m/s
  6. 6.  Dimensionamento das tubulações  Calcula-se a perda de carga para a linha de vapor pela fórmula: Sendo: Q = 4391,76 Kgf/h Y = 0,2189 m³/kgf D = 11,66 cm Determinou-se J = 0,277 Kgf/cm²  Tendo conhecimento do comprimento total da tubulação calcula-se perda de carga real da linha, a perda de carga para 100 m pela fórmula: Sendo: L = 44m Lace= 15,4 L total = 59,4 m Determinou-se Jreal = 0,16 Kgf/cm²
  7. 7.  Dimensionamento da linha de condensado  Para o dimensionamento da linha de condensado, é necessário calcular o diâmetro da linha de retorno do condensado. Q= 8156 lb Vex= 0,76 ft³/lb hp=1191,6 btu/lb hr= 1189,4 btu/lb v= 2000ft/min C1= 880,4 btu/lb d= 0,153´´
  8. 8.  Condensadores Quantidade de calor do condensado 𝑄 = 𝐶 𝑥 𝑃 (𝑇𝑓 − 𝑇𝑖) 𝐿 Admitindo aço shedule 40 como material da tubulação, cujo peso é 16,1 Kgf/m – 10,79 lb/ft Sendo: P = 70 m x 3,28 x 10,79 = 2477,4 lb Tf = 336,7 °F Ti = 86 °F L = 229,6 ft C aço = 0,114 btu/lb Determinou-se Q = 679,7 lb Adimitindo tempo de produção do aquecimento da linha e formação de condensado igual à 5 minutos, temos Q = 8156 lb/h.
  9. 9.  Isolamento da tubulação  Utilizando o valor do diâmetro da tubulação e a temperatura do vapor determinou-se o isolamento da tubulação de acordo com valores tabelados Sendo: D = 11/2 ’’ T= 174,5 °C na pressão absoluta 9 Kgf. cm^2 Temos um isolamento = 11/2 ’’, bem como o espaçamento suporte da tubulação = 2,1 m.
  10. 10.  Purgadores  Purgador de bóia Não permite a saída de ar e outros gases incondensáveis (alguns purgadores possuem uma válvula termostática para eliminação de ar)
  11. 11.  Quantidade de Combustíveis A quantidade de combustível necessária para a produção de vapor é calculada pela equação abaixo: Sendo: magua = 8000 Kg/h hs = 660,8 Kcal/Kg he = 333,7 Kcal/Kg PCI = 9750 Kcal/Kg ղ = 0,89 Determinou-se a mc = 301,56 Kg/h
  12. 12.  Especificações da Caldeira  Modelo: M3P - 8.0  Fabricante: AALBORG Industries  Combustivel: Diesel  Consumo de Combustivel: 301,56 Kg/h  Poder calorifico do combustivel: 9750 Kcal/Kg  Eficiência da caldeira: 89,7%
  13. 13.  Especificações da caldeira O valor encontrado da pressão para perda de carga é de 0,16kgf/cm², sendo o modelo da caldeira escolhido capaz de produzir 300 psi (21,09kgf/cm²). Logo a caldeira escolhida é adequada ao fluxo do produto. Tabela 2 – Dados da caldeira utilizada M3P - 8.0.
  14. 14.  Layout do sistema
  15. 15. Obrigada!!!

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