LISTA DE CENTRAL DE UTILIDADES P1

A) ASPECTOS ELEMENTARES DE CENTRAL DE UTILIDADES

1- Descreva uma Central de Utilidades bem como seus pontos de consumo de:- Hospital- Setor tercirio- Indstria de bebidas- CENPES- Conjunto residencial com aquecimento distrital- Aeroportos- Indstria com tecnologia inovadora de eficincia energtica

2- Quais so as aplicaes do vapor gerado em uma central de utilidades no setor tercirio?- Hospital- Centros comerciais

3- Quais so as aplicaes das centrais de vcuo no setor tercirio? E em um laboratrio?

4- Quais so as aplicaes dos seguintes gases:- Oxignio- Oznio - Argnio- Hlio- Nitrognio- CO2

5- Como funciona um dessecador a vcuo? Qual a sua importncia?

B) REFRIGERAO, AR CONDICIONADO E AQUECIMENTO

1- Descreva um sistema de refrigerao por efeito termoeltrico. Onde aplicado?

O refrigerador termoeltrico utiliza-se de dois materiais diferentes, como os pares termoeltricos convencionais. H duas junes entre esses dois materiais em um refrigerador termoeltrico. Uma est localizada no espao refrigerado e outra no meio ambiente. Quando uma diferena de potencial aplicada, a temperatura da juno fria decresce e a temperatura da juno quente cresce. Assim, haver transmisso de calor do espao refrigerado para a juno fria. Na juno quente haver transmisso de calor para o ambiente. cada vez mais utilizada a refrigerao eletrnica (termoeltrica) em pases de primeiro mundo. O sistema composto por componentes eletrnicos que necessitam de ventilao. Para isto utilizado um ventilador semelhante ao usado em computadores pessoais e como todos os computadores e outros equipamentos eletrnicos emite um baixo nvel de rudo que considerado normal.Vantagens expostas pelos fabricantes: Mais leve e compacta (pode ser transportado para qualquer lugar); Melhor custo/benefcio; No utiliza gs ajudando na preservao do ambiente; Mais silencioso e no causa vibrao; Modernidade Tecnologia Peltier, um novo sistema de refrigerao eletrnica; Possibilidade do produto ser ligado de 100 a 240 Volts e possuir indicadores luminosos (LEDs) que informam o status de funcionamento do produto.Usado em bebedouros, micro-adegas e adegas climatizadas, bebedouros, calado trmico, cooler, etc.

2- Descreva um sistema de refrigerao por absoro tpica. Onde comumente encontrado?

Um sistema de refrigerao por absoro uma mquina trmica que produz frio utilizando energia trmica oriunda de algum processo (combusto, eletricidade, solar, entre muitos) para seu funcionamento.O ciclo bsico de refrigerao por absoro opera com dois nveis de presso, estabelecidos pelas temperaturas de evaporaoe condensao, respectivamente. A Figura 1 mostra um esquema de um ciclo bsico de refrigerao por absoro e seus componentes principais. Pela figura se pode observar que o ciclo contm dois circuitos, o circuito da soluo e o circuito de refrigerante. As setas indicam o sentido de escoamento do refrigerante e da soluo, e tambm o sentido do fluxo de calor entrando ou saindo do ciclo. Nogerador, calor de uma fonte a alta de temperatura adicionado ao ciclo a uma taxa, fazendo com que parte do refrigerante vaporize temperatura de gerao, e se separe da soluo. Esse vapor de refrigerante segue para ocondensador, onde o calor de condensao removido do ciclo, por meio de gua ou ar, a uma taxa, fazendo com que o refrigerante retorne para a fase lquida temperatura de condensao. O refrigerante lquido, alta presso, passa por uma vlvula de expanso -VEX, onde ocorre uma brusca queda de presso associada com a evaporao de uma pequena parcela do refrigerante. Esse fenmeno, conhecido comoexpanso, faz cair a temperatura do refrigerante, que segue ento para oevaporador. No evaporador, o refrigerante lquido, a uma baixa presso e a uma baixa temperatura, retira calor do meio que se deseja resfriar a uma taxa, retornando novamente para a fase de vapor temperatura de evaporao. No gerador, aps a separao de parte do refrigerante, a soluo remanescente torna-se umasoluo fraca ou pobreem refrigerante. Essa soluo pobre, a uma alta temperatura e a uma alta presso, passa por uma vlvula redutora de presso -VRP, tem sua presso reduzida ao nvel da presso de evaporao e segue para oabsorvedor. No absorvedor, a soluo absorve vapor de refrigerante oriundo do evaporador, tornando-se umasoluo forte ou ricaem refrigerante. O processo de absoro exotrmico, e para que esse processo no sofra interrupo, o calor de absoro precisa ser removido do ciclo a uma taxa, de forma a manter constante a temperatura de absoro. Uma bomba de recirculao de soluo -BSC responsvel por, simultaneamente, elevar a presso e retornar a soluo rica para o gerador, garantindo assim a continuidade do ciclo. Vale destacar que o condensador e gerador esto submetidos uma mesma presso, presso de alta do sistema, e por isso, em alguns equipamentos comerciais, so abrigados em um mesmo vaso. Da mesma forma, o evaporador e o absorvedor esto submetidos mesma presso, presso de baixa do sistema, e eventualmente abrigados em um mesmo vaso.

Usado em chillers, ar condicionado de pequeno a mdio porte (10 a 90 kW), com condensao a ar, no resfriamento e na calefao de instalaes residenciais e comerciais. Instalaes centrais de ar condicionado em grandes edifcios, utilizam equipamentos de absoro, com condensao a gua, fabricados nas capacidades de 352 a 5.275 kW.

3- O que refrigerao em cascata? Descreva e desenhe. Onde aplicado?

So ciclos bsicos independentes tendo em comum a troca trmica entre o evaporador do ciclo de alta e o condensador do ciclo de baixa, (fig. 33). Pode-se utilizar o mesmo fluido frigorfico nos dois ciclos (caso este em que valores extremos de presso e volume especfico podem causar alguns problemas) ou fluidos diferentes. O sistema em cascata empregado, quando a diferena das temperaturas limites do ciclo atinge valores elevados, ou seja, acima de 100o C, respeitando a temperatura de solidificao do fluido, devido impossibilidade de se encontrar um refrigerante que se comporte igualmente bem nas regies de alta (presso aproxima-se do ponto crtico) e de baixa presso (problemas de vedao difceis de contornar). Neste caso, um primeiro fluido, cuja temperatura crtica bastante elevada, funciona no ciclo de refrigerao que cria diferenas de temperaturas entre o meio ambiente e uma temperatura intermediria, que servir como fonte quente do ciclo de refrigerao de um segundo fluido, que se caracteriza por ter elevadas presses de saturao mesmo a baixas temperaturas. Nesses sistemas, o problema da migrao de leo de um compressor para outro, observado em sistemas de duplo estgio de compresso, eliminado, uma vez que os ciclos so desacoplados.

Em algumas aplicaes industriais exigem que a faixa de temperatura no ciclo seja alta, o que inviabiliza que um nico ciclo de refrigerao por compresso de vapor seja utilizado. Esse grande intervalo de temperatura significa, tambm, um grande intervalo de presses no ciclo e um desempenho ruim de um compressor alternativo.

4- Descreva e desenhe um sistema de ar condicionado central com gua gelada. Onde aplicado?

O sistema consiste em uma central onde uma ou mais unidades de tratamento de ar de expanso indireta, cada uma operada e controlada independentemente das demais, so supridas com gua gelada produzida por uma central frigorfica constituda por um ou mais grupos resfriadores de gua e distribuda por bombas, em circuito fechado.Desenvolvido especialmente para edifcios comerciais de mdio e grande porte.

5- Como efetuada a troca do fluido refrigerante em um sistema de refrigerao comercial?

Remover o fluido refrigerante do sistema para um cilindro de recuperao. O fluido refrigerante dever ser removido do sistema e coletado em um cilindro de recuperao utilizando uma recolhedora com capacidade de retirada de 10 a 15 polegadas de Hg de vcuo (35-50kPa).

6- Qual a importncia de efetuar o retrofit em sistemas de refrigerao comercial?

Retrofit um termo utilizado principalmente em engenharia para designar o processo de modernizao de algum equipamento j considerado ultrapassado ou fora de norma.Podemos dizer que o retrofit a tecnologia de adequao de um equipamento de refrigerao ou ar condicionado, originalmente projetado para a utlizao de um CFC, para um fludo refrigerante ecologicamente correto, com custos mnimos e operacionalmente aceitveis. Quando optamos por esta nova tecnologia estamos cada vez mais prximos de atendermos as legislaes vigentes, preservar o meio ambiente e reduzir custos de manuteno e energia. sempre importante verificarmos antes de tomar a deciso de realizar um retrofit no sistema, se o perodo de funcionamento do equipamento justifica sua converso, disponibilidade do produto, o custo X benefcio, o atendimento do fabricante do fludo refrigerante, etc; abaixo segue uma tabela de avalio para critrios de deciso se devemos realizar o retrofit por simplesmente uma questo ambiental ou no momento da manuteno mantendo assim um menor custo de execuo.As vantagens do RETROFIT:- Pode ser planejado- Adequa-se aos seus recursos financeiros- Pode ser feito em etapas- Reduz o consumo de energia- Reduz custos operacionais- Reduz custos de manuteno- Adequa-se a legislao Critrios para a escolha do refrigerante alternativo- Temperatura de Evaporao- Temperatura de Descarga- Tipo de Compressor- Custo do sistema e no do Refrigerante- Compatibilidade com o filtro secador- Compatibilidade com o Isolamento eltrico do motor- Miscibilidade do leo com refrigerante alternativo.

7- Quais so os critrios para a definio de um fluido refrigerante?

So substncias empregadas como veculos trmicos na realizao dos ciclos de refrigerao. Em ciclos de compresso a vapor, o refrigerante o fluido de trabalho que alternadamente vaporiza e condensa quando absorve e libera energia trmica. Um refrigerante satisfatrio deveria possuir certas propriedades qumicas, fsicas e termodinmicas que faz o seu uso seguro e econmico. O refrigerante deve ser no inflamvel, no explosivo, no txico em seu estado puro ou quando misturado com o ar e tambm, no deve contaminar alimentos ou outros produtos armazenados no espao refrigerado se ocorrer um vazamento no sistema. As presses correspondentes s temperaturas disponveis com os meios de condensao no devem ser excessivas, para assim eliminar a necessidade de construo extremamente pesada. As presses correspondentes s temperaturas necessrias para maior parte dos processos de condicionamento de ar e refrigerao devem ser acima da presso atmosfrica para assim evitar penetrao de ar e vapor d' gua. Um calor de vaporizao relativamente grande desejvel para que as capacidades necessrias possam ser obtidas com o menor fluxo de refrigerante. O vapor deve ter um volume especfico relativamente baixo, porque este volume que estabelece a dimenso necessria ou deslocamento do compressor. Esta propriedade mais importante para o compressor alternativo do que para a mquina centrfuga. desejvel que o refrigerante tenha um baixo calor especfico no estado lquido para que menos calor seja necessrio para esfriar o lquido partindo da temperatura de condensao at a temperatura a qual o resfriamento deve ser realizado. Este procedimento necessrio para evitar a formao do "gs de flash", que diminui o efeito de refrigerao ou capacidade de resfriamento do refrigerante circulado. Os coeficientes de transferncia de calor e a viscosidade devem contribuir para boas propores de transferncia de calor. O refrigerante deve ser facilmente detectado por indicadores adequados para localizar vazamentos no sistema. O refrigerante deve ser compatvel com os leos lubrificantes usuais, e no devem alterar sua efetividade com lubrificantes. O refrigerante no deve ser corrosivo para os metais usualmente empregados em um sistema de refrigerao. O refrigerante deve ser facilmente disponvel, de custo baixo, ambientalmente seguro, no contribuir para a destruio da camada de oznio ou para aumentar o efeito estufa.

8- O que tubo capilar e vlvula de expanso? Onde so aplicados?

O tubo capilar um tubo de dimetro interno reduzido que costuma ser usado em sistemas de refrigerao para separar a linha de alta presso da de baixa. O nome tcnico do tubo capilar intercambiador de calor por ele estar sempre enrolado ao tubo de suco, trocando calor com o mesmo. Normalmente feito de cobre, o tubo capilar comum em sistemas de refrigerao de pequena capacidade: geladeiras, aparelhos de ar condicionado e freezers. O tubo capilar conecta a sada do condensador com a entrada do evaporador. O dimetro interno do tubo capilar varia de 0,5 a 2,0 mm e o comprimento, de 1,5 at 3,5 m, sendo que pelo menos 1,2 m desse total do tubo capilar deve ser soldado na linha de aspirao para obter o resfriamento por meio de vapores frios do evaporador.Algumas vantagens do tubo capilar: simplicidade, por no apresentar partes mveis; custo baixo; equalizao das presses do sistema nas paradas; reduo da quantidade e custo do refrigerante e eliminao da necessidade do tanque coletor.

A vlvula de expanso projetada para manter um superaquecimento no evaporador. Para a refrigerao comercial so comuns dois tipos de vlvulaNa escolha do orifcio da vlvula de expanso, deve-se levar em conta:A temperatura ou presso que se deseja na regio de baixa;O fluxo de massa do compressor e do fluido refrigerante.Aps a escolha do orifcio, h o ajuste no nmero de voltas da vlvula, que regula a presso na mola. Esse ajuste deve ser realizado com o sistema ligado, buscando regular o superaquecimento no evaporador.Deve ser lembrado que cada fabricante de vlvulas tem o seu manual, que deve ser consultado sempre para se definir o modelo, o orifcio e o nmero de voltas que se adequam melhor ao circuito de refrigerao.

OS TIPOS DE VLVULA DE EXPANSO

Vlvula de expanso termosttica: tem um bulbo trmico com gs similar ao que circula no sistema de refrigerao, normalmente instalado em contato direto com a tubulao da sada do evaporador. Seu funcionamento depende da diferena de presso entre o bulbo da vlvula e a entrada do evaporador, regulada por uma mola ajustada pelo nmero de voltas. Quando se aumenta a presso no bulbo, o diafragma permite uma maior passagem do fluido para o evaporador. Caso caia a temperatura do bulbo, ocorre o movimento inverso e o diafragma restringe a passagem de fluido. Dessa forma, a vlvula atua para manter um diferencial de temperatura entre a entrada e a sada do evaporador.

Vlvulas de expanso eletrnicas: contam com um termistor, sensor para tomada de temperatura, instalado na linha de suco do compressor. O termistor se comunica com um microprocessador, que coloca em ao a vlvula eletrnica, fazendo com que aumente ou diminua a passagem de fluido refrigerante lquido para o evaporador.

9- Como funciona um sistema de condicionamento do ar veicular tpico?

10- O que uma sala limpa? Cite e descreva duas aplicaes.

11- Com funciona um bebedouro de grande porte essencial em um pas de clima tropical?

12- Descreva dois sistemas de aquecimento por meio de efeitos termoeltricos.

13- Cite quatro formas de aquecimento de gua para banho. Quais so as vantagens e desvantagens destas quatro formas? Como avaliar tcnica e economicamente a escolha de uma das quatro tecnologias de aquecimento de gua.

14- Em que situaes recomendado o uso do boiler eltrico para aquecimento de gua para o banho?

14- Descreva um processo de induo eletromagntica. Cite trs aplicaes.

15- possvel gerar eletricidade, energia mecnica e (ou) gua gelada por expanso de valor? Como?

16- Como funciona a produo, transporte e regaseificao do gs natural liquefeito (GNL), geralmente realizado entre pases de diferentes continentes?

17- Como funciona um sistema de ar condicionado movido a energia solar?

D) CALDEIRAS, GERADORES DE VAPOR E TRATAMENTO DE GUA

1- Cite e descreva os processos de tratamento de gua de caldeira. Por que o grau de pureza deve ser to alto?

2- Qual a importncia da aerao da gua? Onde aplicada?

3- Quais so os processos utilizados para o tratamento de gua potvel?

4- Como voc montaria um sistema de tratamento de gua de baixo custo?

5- O que so normas regulamentadoras? Qual a sua importncia?

6- Qual a norma regulamentadora que dispe sobre as caldeiras e vasos de presso? Que informaes so encontradas nesta norma?

7- Segundo a norma NR-13, como so classificadas as caldeiras?

8- Como funciona uma HRSG? Onde aplicada?

9- Quais so os futuros desafios das caldeiras das centrais sucroenergticas?

10- Discuta a importncia de um bom sistema de alimentao de uma caldeira. Como so estes sistemas de alimentao?

E) TROCADORES DE CALOR

1- Quais as vantagens e aplicaes destes trocadores de calor:- Casco e tubo- Placas- Pequenos trocadores de calor (de alto desempenho)

2- Que iniciativas voc pode tomar para minimizar incrustaes em trocadores de calor?

3- Onde so encontrados trocadores de calor na:- Indstria sucroenergtica- Indstria de biodiesel

F) EMISSES

1- Cite trs formas de minimizar as emisses de NOX em:- Veculos pesados- Indstrias e centrais termoeltricas

2- Cite e explique as solues utilizadas para minimizar de emisses em uma:- Indstria mecnica e madeireira- Caldeira de biomassa- Caldeira de carvo mineral- Cozinha industrial- Cozinha domstica

3- Cite e explique quatro tecnologias de controle de emisso de material particulado

4- Cite e explique como proceder pra minimizar emisses de enxofre e compostos sulfurosos

G) MATERIAIS UTILIZADOS

1- Que materiais so utilizados para:- Mictrios- Calhas- Coifas de cozinhas industriais- Coifas residenciais- Tubulao de sistemas de ar condicionado (tecnologia antiga)- Pias e banho-maria- Trocadores de calor (casos, tubos, revestimentos internos (pg. 76,77))- Caldeiras- Turbinas a vapor

2- Que materiais so estes? Como so classificados? (se h classificao) Quais so suas aplicaes?- Ao galvanizado- Ao inox (pg. 58,60)- Folha de flandres- Alumnio- Monel- Ligas de titnio

3- Que fatores influenciam a escolha de um material em vasos de presso? (pg. 48,49)

4- Em que situaes justificvel o emprego do ao inox? (pg. 55)

5- Que materiais so recomendados em aplicaes a altas temperaturas? (pg. 56,70) E na criogenia? (pg. 57,71)

6- Como so confeccionados os componentes de um trocador de calor:- casco- tubos- placas

7- Em uma tubulao e tanque de gasolina pode armazenar etanol? Por qu? Seno, como proceder?

1- Que tecnologias de solda podem ser utilizadas na confeco de tubos e tanques?

H) SISTEMAS DE EXAUSTO

1- Descreva um sistema de exausto de um restaurante universitrio

2- O que determina a escolha de um exaustor?

3- Quais so as aplicaes da ventilao local exaustora e injetora?

4- Qual a diferena entre exaustor e depurador?

5- Qual a importncia de um adequado sistema de exausto em uma cozinha industrial?

6- Que componentes so encontrados no escapamento de um veculo?

LISTA DE CENTRAL DE UTILIDADES P2

Y) ASPECTOS BSICOS DE SEGURANA CONTRA EXPLOSES E SINISTROS

1- No ms retrasado houve uma srie de exploses em tanques da Ultracargo no Porto de Santos (SP). O que pode ter contribudo para a exploso e por que foi to difcil apagar as chamas?

2- O que tringulo da combusto? D trs exemplos e situaes.

3- Quais so as classificaes dos extintores de incndio? Onde devem ser aplicados?

4- Como funciona o sprinkler e o sistema de combate a incndios no setor tercirio?

Z) TUBULAES

1- Quais so as cores e materiais dos tanques e tubulaes dos seguintes fluidos:- biogs- gs natural- ar comprimido- gua para combate a incndios- esgoto- gua potvel- gua quente para fins domsticos- hidrognio- gua gelada- gasolina- etanol- leo diesel- biodiesel- gua salgada- cido sulfrico- cido ntrico- cachaa

C) VASOS DE PRESSO

2- O que so vasos de presso? Como so classificadas? Quais so as aplicaes?

3- Onde so encontrados vasos de presso:- Em laboratrios de Engenharia de Alimentos;- Em um hospital;- Em uma planta sucroenergtica;- Em uma planta de biodiesel;- Em uma planta de etanol de segunda gerao

4- Cite e descreva trs tipos de compressores utilizados em um sistema de refrigerao por compresso de vapor.

5- O que so reatores? Cite cinco exemplos e como funcionam? Cite cinco fatores que contribuem para uma boa reao qumica.

6- Que cargas que podem atuar em um vaso de presso? (pg. 112)

7- Como devem ser as soldas em vasos de presso? (pg. 137) Que tecnologias de soldagem so adotadas? (pg. 274)

8- Que ensaios no destrutivos so submetidos os vasos de presso? (pg. 279)

8- Que aspectos bsicos deve ter uma tubulao que interliga uma plataforma de gs natural ao continente? E uma tubulao enterrada?

9- Por que os tanques de gs em uma refinaria so esfricas? Explique.

10- O que acontece com a gua potvel aps uma diminuio considervel de sua vazo na rede de distribuio?

11- Que ensaios mecnicos devem passar os:- Vasos de presso- Trocadores de calor- Caldeiras