Dimensionamento de Caldeira

Professora: Maria Assima Bittar

Graduandas: Aryane Nakashima Barbara Machado

Gerlane AtaidesPriscilla Rodrigues

UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁSEscola de Agronomia

ProdutoSuco de LaranjaTabela 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

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

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/hv = 25 m/sγ = 0,2189 m3/Kgf

Determinou-se D = 4,6 ’’

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

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

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 lbVex= 0,76 ft³/lbhp=1191,6 btu/lbhr= 1189,4 btu/lbv= 2000ft/minC1= 880,4 btu/lb

d= 0,153´´

Condensadores

Quantidade de calor do condensado

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.

 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.

PurgadoresPurgador de bóia

Não permite a saída de ar e outros gases incondensáveis (alguns purgadores possuem uma válvula termostática para eliminação de ar)

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

= 0,89ղ

Determinou-se a mc = 301,56 Kg/h

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%

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.

Layout do sistema

Obrigada!!!