Apostila de vapor spirax sarco

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Apostila de vapor spirax sarco

  1. 1. Spirax Sarco Indústria e Comercio Ltda.Estrada Manuel Lages do Chão, 268CEP 06761-200 – Cotia – SPTel.: 0xx 11 4615 90 00Fax : 0xx 11 4615 90 07steam@br.spiraxsarco.com11BEM VINDOAO MUNDO DO VAPOR
  2. 2. Spirax Sarco Indústria e Comercio Ltda.Tel.: 0xx 11 4615 90 00Fax : 0xx 11 4615 90 07steam@br.spiraxsarco.com 12O curso de vapor SPIRAX SARCO tem como objetivo demonstrar ascaracterísticas e o uso do vapor como elemento de transmissão de energia paraaquecimento industrial. A utilização do vapor como meio de transmissão de potênciamecânica é um assunto específico que abordaremos em outra oportunidade.Trabalharemos com as unidades do sistema métrico.O presente curso é destinado a todas as pessoas que atuam em projetos, operação emanutenção de sistemas de vapor. Esperamos, com este trabalho, contribuir com osprofissionais dessas áreas no tocante à soluções dos problemas encontrados.
  3. 3. Spirax Sarco Indústria e Comercio Ltda.Tel.: 0xx 11 4615 90 00Fax : 0xx 11 4615 90 07steam@br.spiraxsarco.com 13CAPÍTULO 1 - INTRODUÇÃO1.1 - O QUE É VAPOR ?Como outras substâncias, a água pode se apresentar nos estados sólido (gelo), líquido (água) e gasoso(vapor). Neste curso, estudaremos a água nos estados líquido, gasoso e a transição de um estado paraoutro.Ao cedermos calor para a água, sua temperatura aumenta até atingir um determinado valor. A partirdeste, a água não tem mais como se manter em estado líquido. Esse valor corresponde ao PONTO DEEBULIÇÃO, isto é, qualquer adição de calor fará com que parte desta água ferva, se transformando emvapor.Podemos considerar, de forma sintética que vapor nada mais é que a união do elemento químico ÁGUAcom o elemento físico ENERGIA OU CALOR.1.2 - POR QUE SE UTILIZA O VAPOR ?O vapor é utilizado como meio de transmissão de energia desde a Revolução Industrial. À princípio,utilizava-se vapor no preparo de alimentos. Hoje, o vapor tornou-se uma ferramenta flexível e versátilpara a indústria quando se necessita de aquecimento. POR QUE?O vapor é gerado à partir da água, fluído relativamente barato e acessível em grande parte do planeta.Sua temperatura pode ser ajustada com precisão, controlando sua pressão através de válvulas.Transporta grandes quantidades de energia com pouca massa e, ao retornar ao estado líquido, cede essaenergia ao meio que se deseja aquecer.É facilmente transportado através de tubulações, podendo percorrer grandes distâncias entre os pontosde geração e utilização.1.3 - PRODUÇÃO DE VAPORPara melhor explicar a produção de vapor, utilizaremos o exemplo da figura abaixo:
  4. 4. Spirax Sarco Indústria e Comercio Ltda.Tel.: 0xx 11 4615 90 00Fax : 0xx 11 4615 90 07steam@br.spiraxsarco.com 14FIGURA 1Suponhamos um cilindro com a parte inferior vedada, envolvido com isolamento térmico com eficiênciade 100 %, de tal forma que não haja perda de calor para a atmosfera e contendo 1 kg de água àtemperatura de 0°C (ponto de fusão). Essa condição será tomada, doravante, como ponto de referência,onde passaremos a considerar, para nossos propósitos, que a QUANTIDADE DE CALOR existentenessa massa de água é igual a ZERO.Supondo que a pressão exercida sobre a água seja atmosférica, qualquer adição de calor absorvida pelaágua fará com que sua temperatura se eleve, conforme mostra a figura 2.FIGURA 2A temperatura da água aumentará até que se atinja o valor de 100°C. Nessas condições, qualqueraumento adicional de calor fará com que a água não consiga se manter em estado líquido, sendo queuma parte dessa massa ferverá, ou melhor, se transformará em vapor, conforme figura 3.
  5. 5. Spirax Sarco Indústria e Comercio Ltda.Tel.: 0xx 11 4615 90 00Fax : 0xx 11 4615 90 07steam@br.spiraxsarco.com 15FIGURA 3Quanto maior a quantidade de calor absorvida pelo sistema, maior será a massa de água transformadaem vapor, conforme as figuras 4 e 5.FIGURA 4FIGURA 5
  6. 6. Spirax Sarco Indústria e Comercio Ltda.Tel.: 0xx 11 4615 90 00Fax : 0xx 11 4615 90 07steam@br.spiraxsarco.com 16À partir do momento em que se esgotar completamente a massa de água, a temperatura do processovoltará a aumentar, sendo que teremos somente a presença de vapor (gás), conforme a figura 6.FIGURA 6Observando a posição final do gráfico Temperatura x Calor, podemos dividí-lo em três partesdistintas, conforme a figura 7:FIGURA 7O calor absorvido por kg de água líquida até a temperatura de ebulição é chamado de CALORSENSÍVEL (símbolo CS).O calor adicional necessário para converter 1 kg de água em vapor é chamado de CALOR LATENTE(símbolo CL).A soma do Calor Sensível e do Calor Latente corresponde ao CALOR TOTAL por kg de vapor(símbolo CT).Concluindo, quando essa massa de 1 kg de água à temperatura de 100°C tiver recebido o Calor Total,toda a água estará transformada em vapor, à pressão atmosférica.
  7. 7. Spirax Sarco Indústria e Comercio Ltda.Tel.: 0xx 11 4615 90 00Fax : 0xx 11 4615 90 07steam@br.spiraxsarco.com 17O volume ocupado pelo vapor é muito maior que o da água, pois, quando em estado líquido, asmoléculas de água ser mantém muito mais próximas que as moléculas de vapor. Podemos afirmar,portanto, que o processo de evaporação consiste em ceder energia suficiente para que cada moléculapossa vencer a força de atração que as mantém próximas, fazendo com que, ao passar para a fasegasosa, possam se deslocar livremente no meio que as contém.Um fato a observar é que se a pressão sobre a água aumentar, as moléculas encontrarão maiordificuldade para vencer essa força de atração, e, portanto, haverá maior dificuldade de transformação daágua em vapor. Para garantir essa transformação, a quantidade de calor para romper a força de atraçãoserá maior. Consequentemente, a temperatura de ebulição da água, quando submetida a pressõesmaiores que a atmosférica, será maior do que 100°C. Podemos demonstrar tal fenômeno se o cilindromostrado na experiência for provido de um pistão com deslocamento livre na vertical e, sobre essepistão, for colocado um peso para aumentar a pressão sobre a água. Com certeza evaporação se dará auma temperatura além dos 100°C.Para cada valor de pressão há uma única temperatura de ebulição. Caso a pressão da água seja menordo que a atmosférica, a quantidade de calor necessária para ocasionar a ebulição será menor, sendomenor, também, a temperatura em que a ebulição ocorre.
  8. 8. Spirax Sarco Indústria e Comercio Ltda.Tel.: 0xx 11 4615 90 00Fax : 0xx 11 4615 90 07steam@br.spiraxsarco.com 18CAPÍTULO 2 - UNIDADES E TERMINOLOGIAS2.1 - CALORÉ o termo utilizado para designar a energia térmica total de um fluído líquido ou gasoso (tais como aágua e o vapor), dentro de condições de pressão e temperatura preestabelecidas. A unidade queutilizaremos nos nossos estudos é kilocaloria (símbolo kcal).2.1.1 -QUANTIDADE DE CALORÉ o calor, ou energia térmica total, por unidade de massa. A unidade representativa é kilocaloria porkilograma (kcal/kg).2.1.2 - CALOR ESPECÍFICOÉ a capacidade que uma substância possui para absorver ou transferir calor e se define como aquantidade de energia, em Joules, necessária para aumentar a temperatura de 1 kg dessa substância em1°C. O calor específico da água é 4,186 kJ/kg °C ou 1 kcal/kg °C. Isso representa dizer que se houveruma transferência de calor de 1 kcal para uma massa de 1 kg de água, ocorrerá um aumento de 1°C natemperatura.2.1.3 - TRANSFERÊNCIA DE CALORTrata-se do fluxo de energia entre um meio a alta temperatura a outro meio com temperatura menor,quando em contato ou proximidade. Só ocorrerá fluxo ou transferência de calor se houver um diferencialde temperatura entre os meios. Caso a temperatura desses meios seja a mesma, ambos estarão numestado de equilíbrio térmico.2.1.4 - CALOR SENSÍVELÉ a quantidade de calor contida na água, em seu estado líquido. Suponhamos que dispomos de águacom temperatura de 10°C para abastecer uma caldeira que trabalha à pressão atmosférica. Conformevisto anteriormente, necessitamos de 1 kcal de energia para fazer aumentar a temperatura de 1 kg deágua em 1°C. Nessas condições, seriam necessárias 90 kcal para elevar a temperatura de 1 kg de águade 10°C até 100°C (correspondente à temperatura de ebulição da água à pressão atmosférica).
  9. 9. Spirax Sarco Indústria e Comercio Ltda.Tel.: 0xx 11 4615 90 00Fax : 0xx 11 4615 90 07steam@br.spiraxsarco.com 19Se a capacidade produtiva da caldeira for de 10000 litros (ou 10000 kg), a energia necessária paraelevar toda a massa de água de 10°C para 100°C será 90 kcal/kg * 10000 kg = 900000 kcal.Vale observar que este valor não corresponde ao calor sensível encontrado nas Tabelas de VaporSaturado, pois, o ponto de referência para tomada deste valor é considerado quando a água está a 0°C.Portanto, nessas condições, o calor sensível é 100 * 1 = 100 kcal/kg.2.1.5 - CALOR LATENTESe, atingida a temperatura de 100°C na pressão atmosférica, a água continuar a receber calor, passará aocorrer a transformação da água em vapor, à temperatura constante. Esse calor adicional chama-seCALOR LATENTE, sendo a quantidade de energia necessária para transformar 1 kg de água em 1 kgde vapor.2.1.6 - CALOR TOTALÉ a soma do calor sensível com o calor latente. Ao observarmos as Tabelas de Vapor Saturado,veremos que, à pressão atmosférica, as quantidades de energia para transformar 1 kg de água em vaporsão:CALOR SENSÍVEL = 100 kcalCALOR LATENTE = 539,7 kcalCALOR TOTAL = 100 + 539,7 = 639,7 kcalConsiderando uma massa de 100 kg de vapor, a quantidade de energia total ou calor total dessa massacorresponde a 639,7 * 100 = 63970 kcal.2.2 - PRESSÃOA unidade representa a força exercida por um determinado fluído por unidade de área. Utilizaremos, emnossos estudos, a unidade BAR (Sistema Internacional). O Sistema Britânico adota o PSI (pound squareinche ou libra por polegada quadrada). É comum também a utilização da unidade kgf/cm2. À seguir,abordaremos alguns aspectos importantes sobre o conceito de pressão:2.2.1 - LEI DE PASCAL“Num sistema fechado, a pressão exercida por um fluído age igualmente em todos os pontos dosistema.”
  10. 10. Spirax Sarco Indústria e Comercio Ltda.Tel.: 0xx 11 4615 90 00Fax : 0xx 11 4615 90 07steam@br.spiraxsarco.com 110FIGURA 82.2.2 - COLUNA D’ÁGUAA unidade de pressão pode ser expressa em metros de coluna d’água (m.c.a.). Para melhor exemplificareste conceito, tomemos um reservatório conforme a figura 9:1 m1 m10 m15 mFIGURA 9Avaliemos a pressão exercida pela água na base do reservatório:FP = ------- , onde:A
  11. 11. Spirax Sarco Indústria e Comercio Ltda.Tel.: 0xx 11 4615 90 00Fax : 0xx 11 4615 90 07steam@br.spiraxsarco.com 111P = pressãoF = forçaA = áreaNo caso, a força exercida pela água é equivalente ao seu peso próprio:Peso Específico da Água = 1000 kgf/m3Volume do reservatório = 10 m3Como: F = 1000 kgf/m3* 10 m3= 10000 kgfA = área da base do reservatórioA = 100 * 100 = 10000 cm210000Portanto : P = --------- = 1 kgf/cm210000(aproximadamente igual a 1 bar).CONCLUSÃO: Independente da área, a pressão equivalente a uma altura de 10 metros de colunad’água é 1 kgf/cm2ou 1 bar.2.2.3 - PRESSÕES ATMOSFÉRICA, ABSOLUTA E MANOMÉTRICAA pressão atmosférica é aquela exercida pela atmosfera terrestre sobre todas as coisas existentes naTerra e varia de acordo com a altitude na qual os corpos se encontram. Ao nível do mar, a pressãoatmosférica equivale a aproximadamente 1 bar. Quanto maior a altitude, menor será a pressãoatmosférica, já que a massa de ar existente sobre os corpos será menor.A pressão manométrica ou relativa é a que se lê nos manômetros instalados em sistemas quaisquer.Quando não se encontram montados, os manômetros medem pressão zero, o que representa dizer que o“zero” do manômetro equivale à pressão atmosférica (no caso no nível do mar, 1 bar abs).A pressão absoluta corresponde à soma da pressão manométrica ou relativa com a pressão atmosféricalocal. A pressão absoluta zero corresponde ao “zero absoluto” ou vácuo total. Sendo assim, umapressão de 3 bar abs (ou 3 bar a) corresponde a uma pressão manométrica de 2 bar (ou 2 bar g) aonível do mar.As pressões absolutas abaixo de 1 bar abs são, normalmente, expressas em milibar.No caso do Brasil, onde as variações de altitude são pouco significativas (abaixo de 1000 m, em média),consideramos a pressão atmosférica como 1 bar abs, bastando somar este valor ao valor da pressãomanométrica para se chegar à pressão absoluta.
  12. 12. Spirax Sarco Indústria e Comercio Ltda.Tel.: 0xx 11 4615 90 00Fax : 0xx 11 4615 90 07steam@br.spiraxsarco.com 1122.3 - VOLUME ESPECÍFICOO volume específico é definido como sendo o volume ocupado por um fluido qualquer por unidade demassa. A unidade padrão é o m3/ kg. Veremos que o volume específico do vapor varia em função dapressão, tema que abordaremos no capítulo seguinte.CAPÍTULO 3 - VARIAÇÕES DA TEMPERATURA , CALOR, E VOLUMEDO VAPOR EM RELAÇÃO À PRESSÃO3.1 - VARIAÇÕES DA TEMPERATURA E CALORVoltando ao cilindro com pistão deslizante, visto anteriormente, se a água for aquecida até se transformarem vapor, este ocupará todo o espaço interno do cilindro, até que a pressão interna se equilibre com apressão exercida sobre o pistão pelo peso (FIGURA 9).Caso haja maior produção de vapor, o pistão se movimentará para cima, devido a uma maior agitaçãomolecular, sendo que a pressão interna permanecerá constante. Havendo possibilidade da introdução demais água no cilindro, maior será a formação de vapor, empurrando o pistão cada vez mais para cima.Já dissemos que se um sistema de geração de vapor operar a uma pressão maior que a atmosférica, atemperatura de ebulição ou de saturação será superior a 100°C. Por exemplo, a uma pressão de 10barg , essa temperatura de saturação é de aproximadamente 183,2°C. Para atingir esta temperatura, aágua necessita de uma maior quantidade de calor sensível.Por outro lado, a medida em que a pressão de geração aumenta, o calor latente necessário paraconverter a água em vapor é menor. À pressões elevadas, as moléculas de vapor possuem menor graude liberdade e, portanto, a quantidade de energia suplementar necessária para romper as forças deatração molecular é menor.Consideremos uma caldeira como um recipiente fechado. O vapor, ao ser gerado dentro da caldeira,passa a exercer uma pressão sobre o meio, inclusive sobre a superfície da água contida nesse meio(lembrem-se da Lei de Pascal). Esse aumento de pressão fará com que a temperatura de saturação daágua se torne maior, pois as moléculas necessitam de uma quantidade maior de energia para vencer aforça de atração inter molecular. No exemplo abaixo, expomos duas condições diferentes de produçãode vapor.
  13. 13. Spirax Sarco Indústria e Comercio Ltda.Tel.: 0xx 11 4615 90 00Fax : 0xx 11 4615 90 07steam@br.spiraxsarco.com 113Calor Latente481,8 kcalCalor Sensível180kcalCalor Latente539,4 kcalCalor Sensível100 kcal100 °C100 °C0 °C184 °C184 °C0 °CCalor Total639,4 kcalCalor Total661,8 kcalFIGURA 10 FIGURA 11A figura 10 mostra o comportamento da produção de vapor à pressão atmosférica, enquanto que aFigura 11 mostra essa mesma produção a uma pressão de 10 barg. Baseado nas informações obtidasdas figuras anteriores, podemos deduzir que:I) Quando a pressão do vapor aumenta, ocorre:- ligeiro aumento do calor total- aumento do calor sensível- diminuição do calor latenteII) Quando a pressão do vapor diminui, ocorre:- ligeira diminuição do calor total- diminuição do calor sensível- aumento do calor latente.3.2 - VARIAÇÕES DO VOLUME ESPECÍFICOOutra característica do vapor é a variação do volume específico em relação à pressão.Se 1 kg de água se converter em vapor, o resultado é exatamente 1 kg de vapor. Porém, o volumeocupado pelo vapor será muito maior que o ocupado pela mesma quantidade de água.Ao contrário do que ocorre com a água, o volume ocupado por uma determinada quantidade de vapordepende diretamente de sua pressão. Quanto maior a pressão do vapor, menor será o volume ocupadopor esta massa, conforme observado no gráfico da figura 12.
  14. 14. Spirax Sarco Indústria e Comercio Ltda.Tel.: 0xx 11 4615 90 00Fax : 0xx 11 4615 90 07steam@br.spiraxsarco.com 114Gráfico da Pressão x Volume do vapor00,511,521 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19Pressão relativa (bar)Volumeespecífico(m^3/kg)FIGURA 12O volume ocupado por 1 kg de vapor, a uma determinada pressão, é chamado de VOLUMEESPECÍFICO (símbolo Vg).Diante do exposto, podemos concluir que o ideal, num sistema de vapor, é efetuar sua geração compressões elevadas ( o menor volume específico requer tubulações de menor diâmetro) e utilizá-lo apressões mais baixas (maior parcela de calor latente e menor custo dos equipamentos.3.3 - TABELA DE VAPOR SATURADOEsta tabela serve para relacionar todas as propriedades até aqui descritas, resultado de ensaiosefetuados com o vapor.As colunas 1 e 2 correspondem, respectivamente, às pressões manométrica e absoluta.A coluna 3 mostra os diferentes valores de temperatura de saturação, para as diferentes pressõesexpressas nas colunas anteriores.A coluna 4 traz os valores de volume específico do vapor às diferentes pressões.As colunas 5, 6 e 7 trazem as quantidades de calor sensível, total e latente do vapor, também àsdiferentes pressões. Vale lembrar que esses valores correspondem ao VAPOR SATURADO SECO,isto é, com título 100 %.
  15. 15. Spirax Sarco Indústria e Comercio Ltda.Tel.: 0xx 11 4615 90 00Fax : 0xx 11 4615 90 071151 2 3 4 5 6 7PressãoRelativaPressãoAbolutaTemperatura VolumeEspecíficoCalorSensívelCalorTotalCalorLatentebar bar oC m3/kg kcal/kg kcal/kg kcal/kg0,010,0150,026,712,717,2131,789,6468,276,712,817,2600,1602,8604,8593,0590,0587,40,0250,030,0420,823,828,655,2846,5335,4620,823,828,6606,4607,7609,8585,6583,9581,10,050,06,0832,535,841,228,7324,1918,4532,535,841,1611,5612,9615,12578,9577,1574,10,100,120,1545,449,153,614,9512,6010,2145,449,053,5617,0618,5620,5571,6569,5567,00,200,250,3059,764,668,77,7956,3225,32859,664,568,6623,1625,1626,8563,5560,6558,20,350,400,5072,275,480,94,6144,0693,30172,275,480,8628,2629,5631,6556,0554,1550,80,600,700,8085,589,592,92,7832,4092,12585,489,492,9633,4634,9636,2548,0545,5543,200,10,901,01,196,299,1101,81,9041,7251,57896,299,1101,8637,4638,5639,4541,2539,4537,60,20,30,41,21,31,4104,2106,6108,71,4551,3501,259104,3106,7108,9640,3641,2642,0536,0534,5533,10,50,60,81,51,61,8110,8112,7116,31,1801,1110,995110,9112,9116,5642,8643,5644,7531,9530,6528,21,01,21,42,02,22,4119,6122,6125,50,9020,8260,7616119,9123,0125,8645,8646,9648,0525,9524,0522,11,61,82,02,62,83,0128,1130,5132,90,70660,65920,6166128,5131,0133,4649,1650,2650,3520,4518,7516,92,22,42,63,23,43,6135,1137,2139,20,58170,54950,5208135,7137,8139,9651,0651,7652,4515,8514,3512,82,83,03,53,84,04,5141,1142,9147,20,49510,47060,4224141,8143,6148,1653,1653,4654,6511,3509,8506,74,04,55,05,05,56,0151,1154,7158,10,38160,34970,3213152,1155,9159,3655,8656,8657,8503,7501,2498,55,56,06,56,57,07,5161,2164,2167,00,29870,27780,2609162,7165,6168,7658,6659,4660,1496,1493,8491,67,07,58,08,08,59,0169,6172,1174,50,24480,23170,2189171,3174,0176,4660,8661,4662,0489,5487,5485,68,59109,51011176,8179,0183,20,20850,19810,1808179,0181,2185,6662,5663,-0663,9483,7481,8478,3111213121314187,1190,7194,10,16640,15410,1435189,7193,5197,1664,7665,4666,0475,0471,9468,9141516151617197,4200,4203,40,13430,12620,1190200,6203,9207,1666,6667,1667,5466,0463,2460,4171819181920206,1208,8211,40,11260,10680,1016210,1213,0215,8667,9668,2668,5457,8455,2452,7212325222426216,2220,8225,00,09250,08490,0785221,2226,1230,8668,9669,1669,3447,7443,2438,7272931283032229,0232,8236,30,07290,068020,06375235,2239,5243,6669,6669,7669,7434,4430,2426,1333537343638239,8243,0246,20,059950,056580,05353247,5251,2254,8669,6669,5669,3422,1418,3414,5394143404244249,2252,1254,90,050780,048280,04601258,2261,6264,9669,0668,8668,4410,8407,2403,5454749464850257,6260,2262,70,043930,042010,04024268,0271,2274,2668,0667,7667,3400,0396,5393,1545964556065268,7274,3279,50,036360,033100,03033281,4288,4294,8666,2665,0663,6384,8376,6368,8697479707580284,5289,2293,60,027950,025870,02404300,9307,0312,6662,1660,5658,9361,2353,5346,3848994859095297,9301,9305,80,022410,020960,01964318,2323,6328,8657,0655,1653,2338,8331,5324,499109119100110120309,5316,6323,20,018450,016370,01462334,0344,0353,9651,1646,7641,9317,1302,7288,0129139149130140150329,3335,1340,60,013120,011810,01065363,0372,4381,7636,6631,0624,9273,6258,6243,2159179199160180200345,7355,3364,10,009620,007810,00620390,8410,2431,5618,3602,5582,3227,5192,3150,8CAPÍTULO 4 - TIPOS DE VAPOR4.1 - VAPOR SATURADORecordando o processo de produção do vapor, atingida a temperatura de saturação, a água passa
  16. 16. Spirax Sarco Indústria e Comercio Ltda.Tel.: 0xx 11 4615 90 00Fax : 0xx 11 4615 90 07steam@br.spiraxsarco.com 116a se transformar em vapor, mantendo sua temperatura constante. Quanto maior a quantidade de calorlatente absorvida pela mistura, maior será a quantidade de vapor e, consequentemente, menor será aquantidade de água. Durante essa fase, a mistura é chamada de VAPOR SATURADO ÚMIDO, pois,junto com o vapor, ainda existe uma parcela de água presente.No instante em que houver absorção de todo o calor latente, toda a água presente estará transformadaem vapor, isto é, o vapor estará totalmente isento da presença de água. Neste estágio, o vapor échamado de VAPOR SATURADO SECO.Na prática, o vapor utilizado nas indústrias arrastam consigo gotículas de água, não podendo serclassificado de vapor saturado seco. Porém, o desejável é que o vapor utilizado em processos deaquecimento seja o mais seco possível, isto é, com maior parcela possível de calor latente.Chamamos de QUALIDADE ou TÍTULO DO VAPOR (símbolo X) ao percentual de vapor secoexistente numa mistura água + vapor. Este valor incide diretamente sobre a quantidade de calor latenteexistente no vapor.Como exemplo, se o vapor estiver a 7 bar de pressão com um título de 95 %, a quantidade de calorcontido por kg de vapor será:CT = CS + CL * XCT = 172,5 + (489,6 * 0,95)CT = 637,6 kcal/kgEste valor representa uma redução de 24,5 kcal/kg em relação ao calor total do vapor a 7bar, encontrado nas Tabelas de Vapor Saturado.4.2 - VAPOR SUPERAQUECIDOSe, mesmo após toda a água ter se transformado em vapor, o sistema continuar a receber calor, voltaráa ocorrer o aumento de temperatura. Nesse estágio, teremos somente vapor (totalmente isento de água),porém à valores de temperatura acima da temperatura de saturação. O vapor, nessas condições, échamado de VAPOR SUPERAQUECIDO.O vapor saturado se condensa rapidamente quando em contato com superfícies frias, isto é, cede seucalor latente de forma rápida. Por outro lado, o vapor superaquecido, nas mesmas condições, cede,primeiramente, parte de seu calor sensível, fazendo diminuir sua temperatura. A condensação sóocorrerá quando sua temperatura atingir o valor da temperatura de saturação. O fluxo de energia, nestecaso, é menor do que o alcançado com o vapor saturado.A diferença entre a temperatura de saturação e a temperatura em que se encontra o vaporsuperaquecido, para uma determinada pressão, é chamado de GRAU DE SUPERAQUECIMENTO.
  17. 17. Spirax Sarco Indústria e Comercio Ltda.Tel.: 0xx 11 4615 90 00Fax : 0xx 11 4615 90 07steam@br.spiraxsarco.com 117Como exemplo, se o vapor estiver submetido a uma pressão de 10 bar e temperatura de 220°C, o graude superaquecimento será:Pressão = 10 bargTemperatura de saturação = 183,2°CTemperatura do vapor = 220°CGrau de superaquecimento = 220 - 183,2 = 36,8°C4.3 - UTILIZAÇÃO DO VAPOR SATURADO E SUPERAQUECIDOO vapor saturado é utilizado em processos de aquecimento, pois, o objetivo é aproveitar a energiatérmica (calor latente / sensível / total) do mesmo. Além disso, sua geração é muito menos onerosa quea de vapor superaquecido.O vapor superaquecido é utilizado para movimentação de máquinas (turbinas, bombas, etc.), onde sedeseja aproveitar a potência mecânica. Nesse caso, o vapor deve estar totalmente isento de gotículasque podem causar erosão nas aletas das turbinas.CAPÍTULO 5 - CONDENSAÇÃO E RESISTÊNCIAS À TRANSFERÊNCIADE CALOR5.1 - ALAGAMENTOO vapor, ao manter contato com as superfícies das tubulações de distribuição, passa a ceder parte deseu calor latente, isto é, passa por um processo de condensação, em função do diferencial detemperatura existente. Esse processo é exatamente o inverso do que ocorre na caldeira. Observemos oque ocorre com o vapor quando utilizado num processo de aquecimento:
  18. 18. Spirax Sarco Indústria e Comercio Ltda.Tel.: 0xx 11 4615 90 00Fax : 0xx 11 4615 90 07steam@br.spiraxsarco.com 118FIGURA 13 FIGURA 14A figura 13 mostra um recipiente contendo um determinado produto que se deseja aquecer através deuma serpentina. O vapor, ao circular pela serpentina, cede seu calor latente ao produto. O condensadoformado proveniente dessa troca térmica flui para a parte inferior da serpentina, devendo ser drenado.Se o vapor se condensa numa velocidade superior à da drenagem, ou se a vazão de vapor na entrada daserpentina for maior que a vazão de descarga, haverá acúmulo de condensado, conforme mostra a figura14. Esse efeito é chamado de ALAGAMENTO. Esse condensado, à princípio, se encontra à mesmatemperatura do vapor, o que não representa dizer que esteja com a mesma quantidade de calor. Poresse motivo, a presença de condensado reduz sensivelmente a eficiência de troca térmica da serpentina,pois, o condensado, ao ceder calor, assume temperaturas cada vez menores, fazendo diminuir atemperatura das superfícies de troca e reduzindo o fluxo de calor.Dependendo do processo, existe a possibilidade do aproveitamento do calor cedido pelo condensado(calor sensível). Porém, na grande maioria dos casos, é desejável que a eficiência da troca térmica seja amelhor possível, fato este só conseguido com o calor latente cedido pelo vapor.A área externa da serpentina que mantém contato com o produto é chamada de SUPERFÍCIE DEAQUECIMENTO. Para que tenhamos a melhor eficiência do sistema, é desejável que toda essa áreaseja efetivamente utilizada para a transferência do calor. Caso parte da serpentina esteja preenchida comcondensado, fica claro que essa transferência não se dará da forma esperada. A área disponível paratransferência de calor é um dos três fatores com o qual controlamos a quantidade de calor transferida dovapor ao produto.Outro fator de influência na transferência de calor é o diferencial de temperatura entre o vapor e oproduto a ser aquecido. O terceiro fator é o coeficiente de transferência de calor, próprio dos materiais edas condições em que se encontram. A resistência à transferência de calor está intimamente ligada comas diferentes películas existentes entre o vapor e o produto.5.2 - RESISTÊNCIAS À TRANSFERÊNCIA DE CALOR
  19. 19. Spirax Sarco Indústria e Comercio Ltda.Tel.: 0xx 11 4615 90 00Fax : 0xx 11 4615 90 07steam@br.spiraxsarco.com 119As figuras 13 e 14 mostram o vapor e o condensado em contato com a superfície de aquecimento daserpentina. Pode parecer que o único obstáculo que impede a transferência de calor do vapor aoproduto é a superfície metálica da serpentina. Na prática, o que ocorre é demonstrado na figura 15.CamadadeArVaporCamadadecondensadoCamadadeincrustraçãoParede de MetalCamadadeincrustraçãoÁguaÁguaaseraquecidaFIGURA 15Películas de ar, água e óxidos se agregam às paredes metálicas e atuam como barreiras à transferênciade calor. Na parede em contato com o produto forma-se uma película de produto estagnado, além deincrustações formadas pelo próprio produto e óxidos. Haverá uma significativa redução do fluxo de calorem função da presença de tais películas. A limpeza regular dessas paredes é a melhor solução para aeliminação dos óxidos e incrustações. Já a utilização de agitadores ou misturadores garantem aeliminação de produto estagnado.Na parede em contato com o vapor, pode-se melhorar a transmissão de calor mantendo-se os tuboslimpos e livres de incrustações e óxidos. Um sistema eficiente de tratamento da água da caldeira tambémpode minimizar essas ocorrências. Porém, as películas de ar e condensado presentes são as maisprejudiciais para uma eficiente troca térmica. A condensação, de imediato, forma uma película que, àmedida em que tem sua espessura aumentada, passa a se espalhar pela superfície interna da serpentina,diminuindo a área de troca. Uma película de água de 0,25 mm de espessura oferece a mesma resistênciaà transferência de calor que uma parede de ferro de 17 mm ou uma de cobre de 120 mm. Sobre essesdados, percebemos o quanto é importante a utilização do vapor o mais seco possível e dosequipamentos possuirem sistemas de eliminação de condensado eficientes.Já a película de ar tem um efeito ainda mais drástico contra a transferência de calor que a água. Por essemotivo os materiais isolantes mais confiáveis e efetivos são constituídos por uma massa de células de ardiminutas reunidas mediante fibras não condutoras de calor (lã de vidro, lã de rocha, sílica, etc.). Dadosobtidos em laboratório nos garante que uma película de ar de 1 mm de espessura pode oferecer amesma resistência ao fluxo de calor que uma película de 25 mm de água, uma de ferro de 1500 mm oude cobre de 12000 mm. Por isso, se torna muito importante a eliminação de ar dos sistemas de vapor,tema que abordaremos mais adiante.
  20. 20. Spirax Sarco Indústria e Comercio Ltda.Tel.: 0xx 11 4615 90 00Fax : 0xx 11 4615 90 07steam@br.spiraxsarco.com 120CAPÍTULO 6 - PURGADORES6.1 - ELIMINAÇÃO DO CONDENSADOImaginemos o que ocorre no momento em que o vapor entra no sistema desde a caldeira e encontra assuperfícies das tubulações de distribuição e os equipamentos frios. Haverá um diferencial de temperaturaelevado entre o vapor e as paredes metálicas, acarretando uma grande velocidade na transferência decalor. Nesta condição, o consumo de vapor será alto, pois, a condensação se dará de forma muitorápida.À medida em que o diferencial de temperatura vai diminuindo, menor será a quantidade de condensadoformada, sendo também menor o consumo de vapor. No momento em que as temperaturas do vapor edas superfícies metálicas se equilibrarem, a taxa de condensação será mínima e o consumo de vapor semanterá estável. Os dois valores extremos de quantidade de condensado formado são chamados deCARGA DE PARTIDA e CARGA DE TRABALHO, respectivamente.Foi visto anteriormente a necessidade de se eliminar o condensado dos sistemas com o intuito de agilizaros tempos de aquecimento. Supondo um equipamento conforme a figura 16, se colocarmos um furo emsua parte inferior, todo o condensado será eliminadoVaporCondensadoFIGURA 16Porém, além do condensado, também haverá descarga de vapor. Se o objetivo é aproveitar toda aenergia do vapor no processo, temos que pensar em algo que possa descarregar o condensado semperder vapor. Vejamos alguns métodos:VÁLVULAS OPERADAS MANUALMENTE: Uma maneira de se tentar controlar a drenagem docondensado seria instalar uma válvula operada manualmente, podendo ser do tipo globo, esfera, gaveta
  21. 21. Spirax Sarco Indústria e Comercio Ltda.Tel.: 0xx 11 4615 90 00Fax : 0xx 11 4615 90 07steam@br.spiraxsarco.com 121ou outro qualquer. Quando aberta, a válvula permite a drenagem do condensado, sendo fechada quandoda chegada do vapor. Porém, se houver qualquer variação na vazão do condensado, torna-se difícilcontrolar essa drenagem. O ideal é que a válvula se ajuste à velocidade de formação do condensado,evitando-se que haja perda de vapor ou alagamento. Mas, como garantir isso através de operaçãomanual ?VÁLVULAS AUTOMÁTICAS: Somente através da aplicação de válvulas automáticas conseguimosgarantir a descarga do condensado sem perda de vapor. Isso porque essas válvulas reagem, abrindo oufechando, em função da presença de condensado.Válvulas assim são chamadas de PURGADORES e sua função é drenar condensado sem perder vapor.Existem vários tipos de purgadores, cada qual com suas características próprias de funcionamento, quedefinem sua aplicação ideal. Se as condições de operação de todos os pontos de aplicação fossem asmesmas, teríamos um único tipo de purgador para atendê-las. Porém, na prática, isso não ocorre.Portanto, NÃO EXISTE UM PURGADOR UNIVERSAL, que se aplique em qualquer condição deprocesso.Para selecionarmos corretamente um purgador, devemos conhecer os vários grupos existentes eobservar as vantagens que podemos obter em cada um deles. No momento atual, onde os custosoperacionais passaram a representar importância significativa, torna-se fundamental termos o sistemafuncionando com a máxima eficiência, que está diretamente ligada à forma de como o condensado estásendo drenado. Uma drenagem mal dimensionada ou projetada pode acarretar sérios problemas, combaixa produtividade do sistema, sem falar nos riscos operacionais.Além do condensado, temos que levar em consideração também o efeito nocivo do ar em sistemas devapor. Nem todos os purgadores possuem características de eliminadores de ar. Por isso, durantenossos estudos estaremos abordando tanto os aspectos relativos ao condensado quanto do ar.6.2 - TIPOS DE PURGADORESOs tipos de purgadores diferenciam-se basicamente pelas várias formas de acionamento, sendo assimdivididos:PURGADORES TERMOSTÁTICOS: Este tipo identifica e diferencia vapor e condensado através dadiferença de temperatura, sensibilizado por um elemento termostático. Para ser eliminado, o condensadodeve atingir uma temperatura abaixo da temperatura de saturação. Os purgadores termostáticos podemser:- de pressão balanceada- de expansão líquida- bimetálicos
  22. 22. Spirax Sarco Indústria e Comercio Ltda.Tel.: 0xx 11 4615 90 00Fax : 0xx 11 4615 90 07steam@br.spiraxsarco.com 122PURGADORES MECÂNICOS: Operam em função da diferença de densidade entre vapor econdensado. Essa diferença faz atuar um elemento que se movimenta num determinado sentido, atuandosobre o orifício de descarga. Podem ser:- de bóia livre- de bóia e alavanca- de balde aberto- de balde invertidoPURGADORES TERMODINÂMICOS: A abertura se dá pela diferença de velocidade entre vapor econdensado. Essa ação ocorre num disco que bloqueia a passagem com a alta velocidade doreevaporado e abre com a baixa velocidade do condensado.OUTROS TIPOS: São aqueles que não se classificam em nenhuma das categorias anteriores. Podemser:- tipo labirinto- tipo impulso6.3 - PURGADORES TERMOSTÁTICOS DE PRESSÃO BALANCEADAA figura 17 mostra um purgador termostático de pressão balanceada:FIGURA 17PURGADOR TERMOSTÁTICO DE PRESSÃO BALANCEADAO elemento termostático é uma cápsula preenchida com uma mistura à base de álcool, que sofre a açãode expansão ou retração em função da temperatura. Na extremidade da cápsula localiza-se a esfera ,
  23. 23. Spirax Sarco Indústria e Comercio Ltda.Tel.: 0xx 11 4615 90 00Fax : 0xx 11 4615 90 07steam@br.spiraxsarco.com 123que age sobre o orifício. O elemento é fixo em sua parte superior, fazendo com que haja livre movimentoda esfera no sentido vertical.No início do processo, o vapor circula pelo sistema empurrando o ar presente, sendo este imediatamenteeliminado pelo purgador. O condensado frio que vem em seguida também é descarregado. Ocondensado quente que vem à seguir faz com que haja absorção de calor pelo elemento, que serátransmitido para a mistura alcoólica. Pelo fato desta possuir ponto de ebulição abaixo da temperatura deebulição da água, a mistura entrará em ebulição antes da chegada do vapor, aumentando a pressãointerna do elemento, sendo esta maior que a pressão existente no corpo do purgador. Nesse instante,ocorrerá a expansão do elemento, fazendo com que a esfera se assente sobre o orifício, não permitindoperdas de vapor.À medida que o condensado contido no corpo se resfria, haverá perda de calor na mistura alcoólica,provocando sua condensação e a diminuição da pressão interna. Ocorre, então, a retração do elemento,fazendo a esfera se afastar do orifício, promovendo a abertura do purgador e a conseqüente descargado condensado.A operação deste purgador não é afetada pela pressão do vapor. A atuação do elemento se dá emfunção da diferença entre as pressões interna e externa do elemento, resultantes da diferença entre astemperaturas do vapor e do condensado. Já vimos que a temperatura do vapor aumenta com a pressão,sendo que o elemento termostático se ajusta automaticamente a essas variações. Quanto maior a pressãodo vapor, maior é a pressão interna do elemento que provoca o fechamento do purgador, desde querespeitados os limites admissíveis de trabalho.PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS- Possuem grandes capacidades de descarga comparados com seu tamanho- São excelentes eliminadores de ar- Ajustam-se automaticamente às variações de pressão do sistema- São de fácil manutenção, não sendo necessária a desmontagem do purgador da linha para trocados internos- Podem sofrer avarias por golpes de ariete- Podem sofrer ataque pela presença de condensado corrosivo, a não ser que o elemento seja deaço inox- Não atendem as condições de operação com vapor superaquecido- Descarregam o condensado abaixo da temperatura do vapor, podendo causar alagamentos.Portanto, não são recomendados em processos onde se deseja descarregar o condensado assimque haja sua formação.ELEMENTO TERMOSTÁTICO: Sem dúvida, é no elemento termostático que reside o fator dedurabilidade e eficiência de um purgador de pressão balanceada. O desenvolvimento de elementos cadavez mais resistentes é sempre motivo de preocupação dos projetistas. Os elementos blindados de aço
  24. 24. Spirax Sarco Indústria e Comercio Ltda.Tel.: 0xx 11 4615 90 00Fax : 0xx 11 4615 90 07steam@br.spiraxsarco.com 124inox são os que oferecem as melhores condições de operação, sendo resistentes a golpes de ariete e àcorrosão. A figura 18 mostra um elemento termostático típico em corte, nas posições fechada e aberta:FIGURA 18ELEMENTO TERMOSTÁTICO BLINDADO DE AÇO INOX6.4 - PURGADORES TERMOSTÁTICOS DE EXPANSÃO LÍQUIDAO modelo mais comum é representado na figura 19. Opera pela expansão e retração de um termostatocontendo um líquido que responde às variações de temperatura entre vapor e condensado.FIGURA 19PURGADOR TERMOSTÁTICO DE EXPANSÃO LÍQUIDANa ausência do vapor, o ar e o condensado fluem livremente pelo orifício da sede. O elementotermostático contém óleo que está em contato com um pistão de movimento livre, constituído de umahaste central contendo, numa das extremidades, o obturador. Havendo aumento na temperatura docondensado, o calor é transmitido ao óleo, ocasionando sua expansão, fazendo atuar o pistão, queempurra o obturador contra o assento da sede. Essa atuação se dá de forma gradual, reduzindo o fluxode condensado até que ocorra o fechamento total do purgador, sem que haja perdas de vapor.Se a formação de condensado ocorrer a uma velocidade constante, o pistão permanecerá numa posiçãofixa, permitindo o fluxo livre do condensado. Uma maior quantidade de condensado acarreta numadiminuição da temperatura do óleo, fazendo com que o pistão se retraia, permitindo uma abertura maiorentre o obturador e a sede. Já uma menor quantidade de condensado faz ocorrer o contrário, uma vezque a temperatura do óleo aumentará devido à aproximação do vapor.
  25. 25. Spirax Sarco Indústria e Comercio Ltda.Tel.: 0xx 11 4615 90 00Fax : 0xx 11 4615 90 07steam@br.spiraxsarco.com 125Esses purgadores admitem ajustes na temperatura de descarga do condensado, através do aperto oualívio da canopla. Normalmente, o ajuste dessa temperatura é de, no máximo, 100°C.PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS- Permitem ajustes para descarregar condensado a baixas temperaturas (aproveitamento docalor sensível)- São excelentes eliminadores de ar- São muito resistentes a golpes de ariete e a vibrações- Não absorvem grandes variações de pressão, em função de sua forma construtiva- Possuem baixa resistência quando da presença de condensado corrosivo- Descarregam condensado a temperaturas abaixo de 100°C, possibilitando alagamentos. Nãodevem ser aplicados em drenagem de sistemas onde se requeira eliminação imediata docondensado.6.5 - PURGADORES TERMOSTÁTICOS BIMETÁLICOSNeste tipo, o movimento de abertura e fechamento é obtido pela deformação de uma lâmina compostade dois metais que, quando aquecidas, sofrem dilatação em proporções diferentes. A figura 20 mostra adeformação de duas placas metálicas de materiais diferentes, quando submetidasa um aquecimento:FrioQuenteFIGURA 20A figura 21 mostra um purgador que utiliza uma única placa bimetálica, sendo que uma das extremidadesencontra-se fixa e a outra contém o obturador:
  26. 26. Spirax Sarco Indústria e Comercio Ltda.Tel.: 0xx 11 4615 90 00Fax : 0xx 11 4615 90 07steam@br.spiraxsarco.com 126FIGURA 21Ar e condensado fluem livremente no início do processo, até que este atinja temperaturas próximas dovapor. Neste momento, a placa bimetálica se curvará para baixo, levando o obturador contra o orifícioda sede, bloqueando o fluxo. A abertura só voltará a ocorrer assim que o condensado contido no corpoperca calor de forma suficiente, fazendo a placa bimetálica voltar à sua posição inicial.A deformação da placa se dá a uma temperatura fixa, independente das condições de pressão etemperatura do vapor. Por outro lado, uma vez fechado, a pressão do vapor exerce uma força sobre oobturador à favor do sentido de fechamento, tornando sua abertura dificultosa. Portanto, para que hajaabertura do purgador, o condensado deverá se resfriar consideravelmente. Além disso, a força exercidapelo elemento bimetálico é muito pequena, necessitando, portanto, de uma quantidade maior de placas,implicando numa lentidão na reação diante das variações de temperatura.Uma forma de melhorar ainda mais o projeto deste modelo é a utilização de lâminas bimetálicas na formaapresentada na figura 22:FIGURA 22LÂMINA BIMETÁLICA CRUZADAA disposição das lâminas é feita de duas em duas, conforme mostra a figura 23:
  27. 27. Spirax Sarco Indústria e Comercio Ltda.Tel.: 0xx 11 4615 90 00Fax : 0xx 11 4615 90 07steam@br.spiraxsarco.com 127LâminasbimetálicasFIGURA 23Os braços possuem diferentes dimensões, que entram em ação em seqüência e produzindo uma força defechamento que vai aumentando a medida em que a temperatura aumenta, atuando de forma gradual, deacordo com as variações de pressão e temperatura, conforme mostra o gráfico da figura 24:X + Y + ZX + YXPressão do vaporTemperaturadovaporCurva de saturaçãodo vaporFIGURA 24Mesmo que não ocorra um acompanhamento fiel da curva de saturação, a utilização de elementosbimetálicos desse tipo nos permite uma aproximação considerável desta curva.PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS- Possuem grandes capacidades de descarga comparados com seu tamanho.- São excelentes eliminadores de ar- São muito resistentes a golpes de ariete.- Podem ser projetados para resistir a ação de condensado corrosivo- Podem trabalhar em altas pressões e com vapor superaquecido- O obturador localizado na saída serve como retenção ao fluxo inverso- São de fácil manutenção- Não respondem rapidamente às variações de pressão
  28. 28. Spirax Sarco Indústria e Comercio Ltda.Tel.: 0xx 11 4615 90 00Fax : 0xx 11 4615 90 07steam@br.spiraxsarco.com 128- Descarregam o condensado abaixo da temperatura de saturação, não sendo viável sua instalaçãoem sistemas onde se necessita uma rápida drenagem do condensado.6.6 - PURGADORES MECÂNICOS DE BÓIAA figura 25 mostra um purgador de bóia e alavanca:FIGURA 25PURGADOR DE BÓIA COM ELIMINADOR DE ARO condensado chega ao corpo do purgador através do orifício e, à medida que o nível da água vaiaumentando, a bóia se eleva. Como a alavanca interliga a bóia ao obturador, essa elevação desloca oobturador, afastando-o da sede, permitindo o fluxo de condensado. Percebe-se que, ao variar o nível daágua, irá variar a abertura, permitindo a drenagem do condensado de forma contínua, independente dascondições de vazão do processo. Na ausência do condensado, a bóia voltará à posição inferior e oobturador se assentará contra a sede, bloqueando o fluxo.Esses purgadores são dotados de um elemento eliminador de ar, idêntico ao elemento termostático deum purgador de pressão balanceada. Na presença do ar, com o purgador frio, o elemento encontra-seretraído, permitindo o fluxo pelo orifício. Com a chegada do condensado quente, o elemento seexpande, levando a esfera contra o orifício, bloqueando a passagem.Outro dispositivo que pode ser incorporado aos purgadores de bóia e alavanca é uma válvula tipoagulha, conforme mostrado na figura 26:
  29. 29. Spirax Sarco Indústria e Comercio Ltda.Tel.: 0xx 11 4615 90 00Fax : 0xx 11 4615 90 07steam@br.spiraxsarco.com 129FIGURA 26ELEMENTO ELIMINADOR DE VAPOR PRESO (SLR)Essa válvula funciona como eliminador de vapor preso, fato que ocorre em alguns processos, os quaisestudaremos posteriormente. Fica claro que, se houver presença de vapor no corpo do purgador, omesmo ficará bloqueado.Os modelos apresentados até aqui são de sede simples, isto é, possuem um único orifício de descarga.Existem, porém, os purgadores de bóia e alavanca com sede dupla, conforme mostra a figura 27,específicos para atender grandes vazões de condensado:FIGURA 27PURGADOR DE BÓIA COM SEDE DUPLAPRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS- Proporcionam a descarga contínua do condensado na mesma temperatura do vapor, sendo ideaispara aplicações onde haja a necessidade da imediata eliminação do condensado.
  30. 30. Spirax Sarco Indústria e Comercio Ltda.Tel.: 0xx 11 4615 90 00Fax : 0xx 11 4615 90 07steam@br.spiraxsarco.com 130- São os únicos que possibilitam a eliminação do vapor preso, desde que dotados da válvula tipoSLR, visto anteriormente- São bons eliminadores de ar, desde que providos com elemento próprio. Absorvem muito bemquaisquer variações de pressão e / ou vazão- Podem sofrer danos por golpes de ariete e por condensado corrosivo6.7 - PURGADORES MECÂNICOS DE BALDE INVERTIDOOs purgadores de balde invertido operam em função da força proporcionada pelo vapor que, ao entrarno balde, o faz flutuar sobre o condensado presente. A figura 28 mostra um modelo típico:FIGURA 28PURGADOR MECÂNICO DE BALDE INVERTIDONo início do processo, o balde encontra-se na posição inferior, mantendo o orifício da sede aberto. O aré descarregado, passando pelo orifício do balde e fluindo pelo orifício da sede. O condensado entrapelo orifício, fazendo aumentar o nível de água, tanto no interior como na parte externa do balde. Estepermanece na posição inferior, mantendo a sede aberta, permitindo o fluxo de condensado na descarga.Quando chega o vapor, este eleva o balde, fazendo-o flutuar, fechando a sede através do obturadorincorporado a um sistema de alavanca. O vapor contido no balde flui lentamente pelo orifício, ao mesmotempo que vai perdendo sua parcela de calor latente, vindo a se condensar. Se o vapor continuarchegando, o purgador permanecerá fechado. Caso chegue condensado em grande volume, o balde nãopoderá continuar flutuando, voltando à posição inferior, abrindo a sede e permitindo a descarga.PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS:- Atendem altas pressões- São muito resistentes a golpes de ariete e a condensado corrosivo- Eliminam o ar de forma lenta- Necessitam de um selo d’água para operar
  31. 31. Spirax Sarco Indústria e Comercio Ltda.Tel.: 0xx 11 4615 90 00Fax : 0xx 11 4615 90 07steam@br.spiraxsarco.com 131- Necessitam de válvula de retenção na entrada para se evitar a perda do selo d’água, em funçãode eventuais variações de pressão6.8 - PURGADORES TERMODINÂMICOSSão purgadores de construção extremamente simples. A figura 29 mostra um modelo típico:FIGURA 29PURGADOR TERMODINÂMICOO purgador se divide em três partes básicas, sendo elas: CORPO, TAMPA e DISCO, sendo estaúltima sua única parte móvel. O assento do disco sobre a sede se dá através dos ressaltos formados pelocanal localizado na cabeça do corpo do purgador. As faces de assentamento e o disco são planos, paragarantir o perfeito fechamento do purgador, isolando os orifícios de entrada e saída.No início do processo, ar e condensado frio alcançam o purgador passando pelo orifício. O disco sedesloca para cima até apoiar-se no ressalto localizado na tampa, permitindo o fluxo pelos orifícios desaída, conforme mostra a figura 29. A temperatura do condensado vai aumentando gradualmente e, aoser descarregado, possibilita a formação de uma determinada quantidade de vapor flash. Essa mistura(condensado + vapor flash) continua a fluir pela parte inferior do disco.Porém, o vapor ocupa um volume muito maior que o condensado, fazendo aumentar a velocidade desaída em função do aumento da temperatura do condensado. O aumento da velocidade acarreta numadiminuição da pressão estática abaixo do disco, fazendo-o descer, se aproximando dos ressaltos epermitindo a passagem de uma parcela de vapor flash pela lateral do disco até a câmara de controle,conforme mostra a figura 30:
  32. 32. Spirax Sarco Indústria e Comercio Ltda.Tel.: 0xx 11 4615 90 00Fax : 0xx 11 4615 90 07steam@br.spiraxsarco.com 132FIGURA 30O vapor flash passa a exercer uma pressão estática sobre toda a superfície do disco, sendo estapressão suficiente para vencer a pressão exercida pelo fluído na entrada. Nesse momento, o disco seapoia definitivamente sobre os assentos, não permitindo o fluxo na descarga, conforme mostra a figura31:FIGURA 31O disco permanece fechado até que ocorra a condensação do vapor flash contido na câmara decontrole, devido à transferência de calor para a atmosfera e para o próprio corpo do purgador. Essacondensação faz diminuir a pressão exercida sobre a parte superior do disco, fazendo com que apressão exercida pelo condensado retido na entrada possa vencê-la, elevando o disco e permitindo aabertura do purgador. Não há riscos de perdas de vapor, pois, o tempo necessário para que o vaporflash se condense na câmara de controle é suficiente para garantir a chegada do condensado ao purgadorantes da abertura.Os purgadores termodinâmicos podem ser de fluxo simples (um único orifício de saída) ou distribuído(até três orifícios de saída). A vantagem deste último é a ocorrência de um fluxo simétrico na descarga,evitando-se o desgaste desigual das superfícies de assentamento. Por sua vez, o disco possui em umadas faces uma ou mais ranhuras, que servem para romper as linhas de fluxo para as bordas do disco,retardando seu fechamento até que o condensado atinja uma temperatura bem próxima da do vapor. Suamontagem deve ser feita com essas ranhuras voltadas contra a superfície de assentamento.PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS:
  33. 33. Spirax Sarco Indústria e Comercio Ltda.Tel.: 0xx 11 4615 90 00Fax : 0xx 11 4615 90 07steam@br.spiraxsarco.com 133- Não necessitam de ajustes em função das variações de pressão- São muito compactos e possuem grandes capacidades de descarga em comparação ao seutamanho- Admitem altas pressões- Não sofrem danos por golpes de ariete- São altamente resistentes a condensado corrosivo- São de fácil manutenção- Podem operar em qualquer posição (preferencialmente na horizontal, em função do desgaste dodisco)- Não admitem contrapressões ou pressões diferenciais baixas- Eliminam o ar, desde que a pressão no início do processo se eleve lentamente- Caso seja instalado em ambientes expostos à atmosfera, é imprescindível a montagem de umaproteção sobre a tampa (chamada ISOTUB) para evitar que ocorra uma rápida condensação dovapor flash contido na câmara de controle. Isso faz com que o purgador promova aberturas efechamentos em curtos espaços de tempo, causando perda de vapor e desgaste prematuro.- Descarregam o condensado de forma intermitente- Não atendem bem grandes variações de pressão e vazão de condensadoCAPÍTULO 7 - A CORRETA DRENAGEM DO CONDENSADO7.1 - SELEÇÃO DE PURGADORESA correta aplicação do vapor está diretamente relacionada com a escolha adequada do purgador. Comojá observamos anteriormente, não existe um purgador que atenda a todas as condições existentes nosdiferentes processos. Para isso, algumas perguntas devem ser respondidas, sendo elas:- O condensado deve ser descarregado assim que se forma ou o equipamento admite alagamentos ?- Existe retorno de condensado ? A que nível se encontra ? Existe contrapressão nospurgadores ?- A linha está sujeita a golpes de ariete ? Qual o nível de incidência ?- Há vibrações ou movimentos excessivos no equipamento ?
  34. 34. Spirax Sarco Indústria e Comercio Ltda.Tel.: 0xx 11 4615 90 00Fax : 0xx 11 4615 90 07steam@br.spiraxsarco.com 134- Há presença de condensado corrosivo?- O purgador está sujeito á ação de intempéries ?- Há muita incidência de ar no sistema?- Há possibilidade de ocorrência de vapor preso ?Nas próximas unidades, estaremos informando de forma minuciosa todas as alternativas possíveis querespondam e solucionem os questionamentos levantados.7.2 - DRENAGEM DO CONDENSADO NO INSTANTE DA FORMAÇÃONa maioria dos equipamentos aquecidos com vapor, é imprescindível que o condensado sejadescarregado no momento em que se forma, pois é através da condensação do vapor que se obtém amaior parcela de calor transferido para o processo. A ocorrência de alagamentos, além da queda deeficiência, podem causar golpes de ariete destrutivos nos equipamentos, principalmente se o aquecimentose der por serpentina, além do surgimento de pontos de corrosão nas superfícies de troca.Os purgadores mecânicos de bóia são os que melhor atendem essa exigência, pela sua forma deoperação (descarregam o condensado à mesma temperatura do vapor, em função da diferença dedensidade).Todos os purgadores termostáticos descarregam o condensado a uma temperatura abaixo da do vapor,produzindo alagamentos. Portanto, purgadores desse tipo somente devem ser aplicados emequipamentos onde se deseja aproveitar parte do calor sensível do condensado (por exemplo, balcõestérmicos, pequenos tanques de aquecimento de água, etc.).Os purgadores termodinâmicos também drenam o condensado à temperatura do vapor, porém, por suascaracterísticas de drenagem, não admitem grandes variações de vazão, devendo ser aplicados emsistemas com taxas de condensação constantes.7.3 - EFEITOS DA CONTRAPRESSÃOA capacidade de descarga de um purgador está associada a dois fatores: diâmetro do orifício da sede epressão diferencial, ou a diferença entre as pressões de entrada e saída do purgador. Fica claro que, seo purgador descarrega para a atmosfera, a pressão diferencial corresponderá à pressão de entrada.
  35. 35. Spirax Sarco Indústria e Comercio Ltda.Tel.: 0xx 11 4615 90 00Fax : 0xx 11 4615 90 07steam@br.spiraxsarco.com 135Porém, em sistemas onde haja retorno de condensado, o tanque de água de alimentação, para onde essecondensado é levado, normalmente encontra-se num nível superior ao do purgador, conforme mostra afigura 32:ALTURA25 mTANQUE DEÁGUA DACALDEIRAEQUIPAMENTOP = 2 barFIGURA 32A altura a ser vencida pelo condensado representa uma contrapressão e equivale à pressão de saída dopurgador. Sua definição numérica segue o conceito da coluna d’água: cada 10 metros de altura equivalea uma contrapressão de 1 bar. Como exemplo, o condensado descarregado a partir de uma pressão de2 bar pode atingir uma altura máxima de 20 metros.Os purgadores termodinâmicos, em função de seu princípio de funcionamento, tendem a permaneceremabertos quando a contrapressão for maior que 80 % da pressão de entrada, não sendo recomendadospara essas aplicações.Em casos extremos, onde a contrapressão exceda ou se iguale à pressão de entrada, a única alternativa épromover o bombeamento do condensado até o tanque.Outro fator relativo à contrapressão que pode comprometer a drenagem é conectar purgadoresoperando com diferentes pressões de entrada na mesma linha de retorno, conforme mostra a figura 33:P = 10 barP = 5 bar P = 2 bar P = 0,5 barFIGURA 33
  36. 36. Spirax Sarco Indústria e Comercio Ltda.Tel.: 0xx 11 4615 90 00Fax : 0xx 11 4615 90 07steam@br.spiraxsarco.com 136Quando os purgadores que drenam a linha de 10 bar e o equipamento a 5 bar descarregam, existe umatendência de pressurização da linha de retorno, aumentando a contrapressão nos outros purgadores.Caso os purgadores de alta forem de drenagem contínua, mais significativo é o efeito. Nesse caso, deve-se utilizar o recurso de direcionar todo o condensado formado para um coletor e, posteriormente,bombeá-lo para o tanque.7.4 BOMBEAMENTO DO CONDENSADOA utilização de bombas convencionais, tipo centrífugas, para o bombeamento do condensado, podetrazer alguns inconvenientes, principalmente por efeito da cavitação. Por ser um fluído quente, ocondensado pode sofrer reevaporação nas áreas de baixa pressão da bomba produzindo choques queprovocam erosão nos internos, diminuindo sensivelmente sua vida útil.Para os casos vistos anteriormente, a utilização de uma bomba com acionamento mecânico auto operadovem a atender todas as necessidades. A figuras 34 mostra o detalhe interno desse tipo de bomba:FIGURA 34A bomba deve ser instalada conforme mostra a figura 35, onde demonstramos também seu princípio defuncionamento:
  37. 37. Spirax Sarco Indústria e Comercio Ltda.Tel.: 0xx 11 4615 90 00Fax : 0xx 11 4615 90 07steam@br.spiraxsarco.com 137FIGURA 35INSTALAÇÃO TÍPICA DE BOMBA AUTO OPERADAInicialmente, o condensado escoa para dentro da bomba a partir de um coletor elevado (tanque dealimentação). Com o aumento do volume interno da bomba, a bóia movimenta-se para cima, uma vezque a válvula de exaustão localizada na parte superior da bomba encontra-se aberta. O condensado nãopassa pela válvula de retenção na saída, pois a contrapressão a mantém fechada. No momento em que abóia atinge seu nível máximo, o comando de operação das válvulas inverte a posição de abertura,bloqueando a válvula de exaustão e abrindo a válvula de admissão de vapor ou ar comprimido. Essaadmissão permite a pressurização da câmara da bomba, forçando o fluido para baixo. A válvula deretenção na entrada não permite o retorno, fazendo com que o recalque se estabeleça no sentido dotanque de água de alimentação da caldeira. Quando a bóia atinge seu nível mínimo, haverá nova inversãono comando das válvulas; fecha-se a válvula de admissão e abre-se a válvula de exaustão, permitindo adespressurização da bomba e iniciando um novo ciclo.As vantagens desse sistema são:- Atuam com vapor, ar comprimido ou qualquer fluido compressível, com baixos consumos.- São ideais para aplicações em atmosferas explosivas (não não necessitam de alimentação elétrica).- Possuem baixo índice de manutenção.- Não sofrem daanos por ação cavitante
  38. 38. Spirax Sarco Indústria e Comercio Ltda.Tel.: 0xx 11 4615 90 00Fax : 0xx 11 4615 90 07steam@br.spiraxsarco.com 1387.5 - ESTOLAGEMImaginemos uma situação conforme a figura 36:FIGURA 36A ação da válvula termostática no controle de temperatura causa uma redução na pressão do vapor,chegando a valores tão baixos que o condensado não consegue fluir através do purgador gerando,consequentemente, alagamento.Esse alagamento causa, por sua vez, uma diminuição da temperatura que, uma vez sensibilizada peloelemento termostático, comanda a imediata abertura da válvula.A súbita entrada do vapor encontrando regiões com alagamento causam golpes de ariete que podemdanificar o equipamento e seus acessórios.Esse fenômeno é chamado de estolagem e sua ocorrência é muito comum em todos os equipamentossubmetidos a controle de temperatura.A única solução aplicável para este problema é a utilização de um sistema chamado PURGO BOMBA,conforme figura 37.
  39. 39. Spirax Sarco Indústria e Comercio Ltda.Tel.: 0xx 11 4615 90 00Fax : 0xx 11 4615 90 07steam@br.spiraxsarco.com 139FIGURA 37Havendo pressão diferencial, o condensado flui pela bomba, passando pelas válvulas de retenção(entrada e saída) chegando ao purgador, que efetuará a drenagem normalmente.Ocorrendo a estolagem, o condensado cairá por gravidade até a bomba, onde a válvula de retenção nasaída estará fechada, fazendo com que o espaço interno da câmara vá se preenchendo e a bomba passea operar.7.6 - LOCALIZAÇÃO DO PONTO DE DRENAGEMNormalmente, é preferível instalar o purgador nas partes baixas dos equipamentos e tubulações, parafacilitar o escoamento do condensado até o purgadorO purgador está precedido de um filtro e, emseguida, vai instalada uma válvula de retenção, para evitar que o condensado retorne ao purgador nosperíodos de parada.A tubulação de elevação deve ser conectada na parte superior da linha de retorno.Porém, ocorrem situações em que não é possível a instalação de purgadores nas partes baixas dosequipamentos. Em tanques de tratamento superficial, que trabalham com líquidos corrosivos, porexemplo, não admitem tal construção, em função da necessidade de juntas que sejam resistentes aoataque desses fluídos. Além disso, é constante a necessidade de manutenção nas serpentinas.Neste caso, o purgador é instalado na saída da serpentina, localizado num nível superior ao do tanque,conforme figura 42.
  40. 40. Spirax Sarco Indústria e Comercio Ltda.Tel.: 0xx 11 4615 90 00Fax : 0xx 11 4615 90 07steam@br.spiraxsarco.com 140SerpentinaFIGURA 42O vapor entra pela parte superior e circula pela serpentina, localizada no fundo do tanque. Ao secondensar, passa a se acumular nas partes baixas. Pode ocorrer que o vapor passe por cima docondensado formado no fundo, saindo pela tubulação de elevação e chegando ao purgador, que sefechará imediatamente. Só ocorrerá nova abertura assim que esse vapor se condensar.Porém, o fluxo de vapor continua, formando-se mais condensado, que não conseguirá chegar aopurgador, causando alagamento e baixa eficiência do processo.Para minimizar esse problema, a solução empregada é mostrada na figura 43.FIGURA 43No lugar de uma serpentina plana, constrói-se uma serpentina com inclinação favorável ao fluxo com ainstalação de um sifão antes de se iniciar a tubulação de elevação. Um tubo de pequeno diâmetro(chamado de tubo pescador) é introduzido dentro do tubo da serpentina até o ponto mais baixo do sifão.O condensado formado na partida se acumula no sifão, formando um selo d’água que bloqueia apassagem do vapor pelo tubo pescador, evitando que este chegue ao purgador.
  41. 41. Spirax Sarco Indústria e Comercio Ltda.Tel.: 0xx 11 4615 90 00Fax : 0xx 11 4615 90 07steam@br.spiraxsarco.com 1417.7 - GOLPE DE ARIETEA maior parcela de formação de condensado ocorre na partida, no momento em que toda a instalaçãose encontra fria.A figura 44 mostra como esse condensado vai se depositando nessa tubulação:FIGURA 44O gradual aumento da massa de condensado poderá formar uma barreira compacta, que se arrasta pelatubulação a altas velocidades. No momento em que encontra um obstáculo (purgador, válvula, filtro oumudanças de direção), o impacto causado por essa massa se dá de forma violenta, provocando altonível de ruído e, pior, o rompimento de conexões e acessórios e também riscos aos operadores. Essesriscos serão maiores se as tubulações formarem pontos baixos, conforme figura 45.FIGURA 45Com o objetivo de minimizar a ocorrência de golpes de ariete, as linhas de vapor devem ser drenadas acada 30 metros e em TODOS os pontos baixos, e construídas com inclinação favorável ao fluxo.
  42. 42. Spirax Sarco Indústria e Comercio Ltda.Tel.: 0xx 11 4615 90 00Fax : 0xx 11 4615 90 07steam@br.spiraxsarco.com 142Nas partidas, as válvulas de bloqueio devem ser abertas lentamente, para se evitar o arraste docondensado presente em altas velocidades.Nos equipamentos serpentinados, as serpentinas também devem ser construídas com essa inclinação.Nas drenagens de linha, recomenda-se a instalação de purgadores termodinâmicos, por serem muitoresistentes à golpes de ariete. Em equipamentos sujeitos a esse efeito, deve-se optar pelo purgador debalde invertido em substituição ao de bóia.7.8 - VIBRAÇÕESA maioria dos processos e equipamentos para aquecimento não estão sujeitos a vibrações excessivas,não sendo fator de grande influência na escolha de um purgador.Porém, aplicações como em alguns tipos de prensas estão sujeitas à esse efeito, conforme figura 46.FIGURA 46Em instalações navais os efeitos das vibrações também tornam-se bastante evidentes. Além disso, emfunção do espaço disponível para montagem das linhas ser muito restrito, há também incidência degolpes de ariete. Sem dúvida, os melhores purgadores aplicados para essas condições são ostermodinâmicos.Os purgadores que operam por diferença de densidade (bóia ou balde invertido) não são recomendadospara atender essa necessidade.7.9 - CONDENSADO CORROSIVO
  43. 43. Spirax Sarco Indústria e Comercio Ltda.Tel.: 0xx 11 4615 90 00Fax : 0xx 11 4615 90 07steam@br.spiraxsarco.com 143O condensado corrosivo pode ser gerado, numa instalação de vapor, em função de várias causas.O primeiro fator que influencia na existência desse problema provém da presença de sólidos e gasesdissolvidos na água de alimentação da caldeira, que provocam incrustações e corrosão.Normalmente ocorrem em função do arraste de água da caldeira. Por esse motivo, deve-se tratar essaágua com o intuito de se eliminar os elementos que sejam nocivos não somente às caldeiras mas tambémao restante da instalação.Outro fator é a utilização do vapor em processos onde haja possibilidade de haver mistura entre o fluidoa ser aquecido e o condensado (por exemplo, nos processos onde se necessita utilizar o vapor porinjeção direta).Algo similar ocorre em tanques conforme mostra a figura 47:FIGURA 47Havendo o fechamento da válvula controladora de temperatura, a condensação do vapor contido naserpentina provoca uma brutal queda da pressão, formando vácuo. Como a pressão externa àserpentina é maior, poderá haver arraste do líquido corrosivo, contaminando o condensado, que agirásobre os elementos do purgador menos resistentes à corrosão. A instalação de uma válvula quebravácuo minimiza a ação da queda de pressão na serpentina, evitando a contaminação do condensado.Existem purgadores, fabricados em aço inox, que são muito resistentes ao ataque do condensadocorrosivo. Porém, a corrosão não deixará de atacar outros pontos da instalação.Por isso, o ideal é combater a causa do problema, ou tratando convenientemente a água de alimentaçãoda caldeira ou utilizando artifícios na instalação para minimizar a contaminação do condensado.7.10 - BLOQUEIO DE PURGADORES PELA PRESENÇA DE AR
  44. 44. Spirax Sarco Indústria e Comercio Ltda.Tel.: 0xx 11 4615 90 00Fax : 0xx 11 4615 90 07steam@br.spiraxsarco.com 144Nos períodos de parada, o sistema de vapor se encontra com presença de ar, tratando-se de umelemento indesejável pelo que já foi exposto anteriormente.Na seleção de um purgador, é muito importante saber o que ocorre se houver presença de ar e se omesmo possui condições de promover sua eliminação, caso contrário, poderá ocorrer o bloqueio dopurgador.No caso da instalação de purgadores que não eliminam o ar facilmente, se faz necessária a montagem deum sistema auxiliar.Todos os purgadores termostáticos não sofrem bloqueio pela presença do ar, uma vez que, nessascondições, encontram-se totalmente abertos.A instalação de um eliminador termostático de ar nos purgadores de bóia também garantem bomfuncionamento nas condições apresentadas.Mesmo não ocorrendo bloqueio por completo, os purgadores de balde invertido eliminam o ar de formamuito lenta, pois, a pressão que atua sobre o ar para eliminá-lo é somente a diferença entre o nível daágua no interior do balde e fora dele, conforme visto na figura 48.Pressãomm H2OFIGURA 48Em alguns casos, o purgador de balde invertido é dotado de um elemento termostático eliminador de ar,idêntico aos aplicados nos purgadores de bóia. Porém, como esses purgadores trabalham com selod’água, as diferenças de temperatura para provocar o funcionamento do elemento termostático sãopequenas, sendo correntes os problemas apresentados.A melhor solução para este caso é a utilização de um eliminador de ar externo ao purgador, conformemostra a figura 49.
  45. 45. Spirax Sarco Indústria e Comercio Ltda.Tel.: 0xx 11 4615 90 00Fax : 0xx 11 4615 90 07steam@br.spiraxsarco.com 145FIGURA 49Os purgadores termodinâmicos podem eliminar o ar nas partidas, desde que a pressão do sistema seeleve de forma lenta.Caso contrário, o ar será forçado a sair com altas velocidades e seu efeito dinâmico pode causar oassentamento do disco sobre a sede, bloqueando a passagem. Nesses casos, a melhor opção é ainstalação de um sistema eliminador de ar em paralelo ao purgador.7.11 - OCORRÊNCIA DE VAPOR PRESOO bloqueio de purgadores pela presença de vapor preso é causa freqüente de má operação emequipamentos e, algumas vezes, ignorado.Tomemos, como exemplo, o equipamentos da figura 50.FIGURA 50O equipamento é drenado através de um purgador termostático e trabalha com 3,0 barg de pressão.Na partida, o purgador encontra-se totalmente aberto, por onde saem o ar e o condensado frio. Naiminência da chegada do vapor, o purgador se fecha, deixando o espaço da tubulação entre os pontos A
  46. 46. Spirax Sarco Indústria e Comercio Ltda.Tel.: 0xx 11 4615 90 00Fax : 0xx 11 4615 90 07steam@br.spiraxsarco.com 146e B preenchidos com vapor. Imaginemos porém, que por um momento, esse trecho esteja preenchidopor ar. Mesmo que a pressão de trabalho seja de 3,0 barg, a diferença de pressão entre os pontos A eB é muito pequena, devido somente à pequena diferença de nível entre a saída do condensado doequipamento e a posição do purgador.O condensado deve chegar ao purgador por gravidade, com a dificuldade criada pela presença do ar.O mesmo fenômeno ocorre quando o tubo está preenchido com vapor, ocasionando o bloqueio dopurgador.Como solução, poderíamos suprir o equipamento com uma tubulação de descarga de maior diâmetro,com o inconveniente das dificuldades e alto custo de instalação.Por isso, recomenda-se que o purgador seja instalado o mais próximo possível do equipamento. Nocaso da aplicação de purgadores termostáticos, deve-se instalar a uma distância não superior a 1,5 m,para se evitar o alagamento.Na aplicação de purgadores mecânicos, a instalação deve ser feita logo após o ponto de drenagem dosequipamento. Não sendo possível, o purgador deve possuir uma válvula complementar, que permita aeliminação desse vapor de forma contínua.Outro caso típico da ocorrência de bloqueio de purgadores por vapor é mostrado na figura 51:FIGURA 51A drenagem do condensado é feita por um tubo pescador direcionado às partes baixas do cilindro.Porém, em função do movimento circular, poderá haver passagem de vapor pelo tubo, chegando aopurgador.O único purgador capaz de eliminar o vapor preso é o de bóia com válvula agulha incorporada,conforme figura 52:
  47. 47. Spirax Sarco Indústria e Comercio Ltda.Tel.: 0xx 11 4615 90 00Fax : 0xx 11 4615 90 07steam@br.spiraxsarco.com 147FIGURA 52A posição de abertura da válvula se dá em função das condições de processo, ficando normalmente,entre 1/8 a 1/4 de volta.7.12 - DRENAGENS COLETIVASVerifiquemos a disposição da figura 53:FIGURA 53A unidade a trabalha com 0,4 barg e a unidade B com 7,0 barg. As drenagens de cada unidade secomunicam entre si e ambas seguem por um tubo comum até o purgador.A maior pressão da unidade B garante que o condensado alcance o purgador, por onde é descarregado.Na chegada do vapor, o purgador se fechará, antes que o condensado da unidade A possa chegar aopurgador, mantendo-a alagada. Uma instalação deste tipo torna-se totalmente inócua.Porém, é comum observarmos a instalação de um único purgador para drenar dois ou maisequipamentos, todos submetidos à mesma pressão de trabalho.
  48. 48. Spirax Sarco Indústria e Comercio Ltda.Tel.: 0xx 11 4615 90 00Fax : 0xx 11 4615 90 07steam@br.spiraxsarco.com 148Mesmo nessas condições ocorrerão problemas nas drenagens, pois os consumos de vapor nas unidadesnão são os mesmos, havendo conseqüentes variações de pressão.O agravante é que as unidades que consomem a maior quantidade de vapor (e, consequentemente,maior formação de condensado) são as que sofrem alagamentos.A figura 54 mostra um sistema de drenagem coletiva:FIGURA 54Assim que o equipamento D atinge a temperatura ideal de processo, o vapor tende a ocupar todo oespaço ocupado anteriormente pelo condensado, já descarregado pelo purgador.Nessa condição, o purgador estará fechado, não permitindo que o condensado proveniente dos outrosequipamentos possa ser descarregado.Devemos lembrar que os equipamentos de processo, mesmo idênticos, não possuem consumosequivalentes, em função das muitas variáveis envolvidas (carga de produto, temperatura inicial, etc).Portanto, a disposição da figura 55 é a ideal em termos de eficiência de processo, onde cadaequipamento é drenado por um único purgador.FIGURA 55Os aspectos que levam à opção pela drenagem coletiva é meramente econômica. Porém, essaeconomia conseguida inicialmente torna-se prejuízo pela baixa eficiência e produtividade alcançadas.
  49. 49. Spirax Sarco Indústria e Comercio Ltda.Tel.: 0xx 11 4615 90 00Fax : 0xx 11 4615 90 07steam@br.spiraxsarco.com 149CAPÍTULO 8 - MÉTODOS DE AVALIAÇÃO EM PURGADORES8.1 - PERDAS POR VAZAMENTO EM PURGADORESDe nada adianta ter-se projetado corretamente um sistema de vapor se não houver uma manutenção daeficiência ao longo do tempo. Ë comum observarmos a ocorrência de vazamentos tanto no sistema devapor quanto no de condensado.Para se ter uma idéia, um furo de 3 mm de diâmetro pode descarregar 30 kg/h a uma pressão de 7,0barg, acarretando perdas de até 1660 kg de óleo por mês (considerando regime de 720 horas/mês).Os valores demonstrados correspondem ao que pode ocorrer se um purgador estiver perdendo vaporcontinuamente.O gráfico da figura 56 logo abaixo, mostra como se comporta as perdas de vapor para diferentes valoresde diâmetro e pressões.
  50. 50. Spirax Sarco Indústria e Comercio Ltda.Tel.: 0xx 11 4615 90 00Fax : 0xx 11 4615 90 07steam@br.spiraxsarco.com 150FIGURA 568.2 - AVALIAÇÃO PELA DESCARGA PARA A ATMOSFERASabemos que a função básica de um purgador é descarregar condensado impedindo a saída de vaporvivo. Se a descarga se dá para a atmosfera, pode-se avaliar, através da observação pura e simples, ascondições de operação de um purgador.Porém, em função da ocorrência da reevaporação do condensado na descarga, um observadorinexperiente pode avaliar de forma equivocada.Verifiquemos o que ocorre no caso de um purgador de bóia, conforme figura 57:
  51. 51. Spirax Sarco Indústria e Comercio Ltda.Tel.: 0xx 11 4615 90 00Fax : 0xx 11 4615 90 07steam@br.spiraxsarco.com 151FIGURA 57Por serem de drenagem contínua, torna-se difícil avaliar sua condição operacional. Nos purgadores quedescarregam o condensado de forma intermitente, a observação de perdas para a atmosfera é melhordefinida.No caso de purgadores instalados onde haja retorno de condensado, essa avaliação torna-se muito maisdifícil. Pode-se ter uma idéia verificando-se a ocorrência de perdas de apor pelos “vents” dos tanquesde condensado ou de alimentação da caldeira.Porém, não se consegue identificar qual purgador está apresentando vazamentos.8.3 - VISORES DE FLUXOUm dos métodos utilizados para detectar vazamentos em purgadores é a instalação de visores de fluxona saída dos mesmos. A figura 58 mostra dois tipos de visores (janela simples e janela dupla).
  52. 52. Spirax Sarco Indústria e Comercio Ltda.Tel.: 0xx 11 4615 90 00Fax : 0xx 11 4615 90 07steam@br.spiraxsarco.com 152FIGURA 58Através do visor, pode-se verificar se o purgador está descarregando condensado, porém, se estiverocorrendo perdas de vapor, não há como ter certeza deste fato, pois, o mesmo é um fluído invisível, nãopermitindo sua visualização.O visor mostrado na figura 59 oferece várias melhorias em relação aos anteriores:FIGURA 59Além de atuar como visor, esse acessório funciona como válvula de retenção, onde a abertura efechamento promovidos pela esfera indicam o funcionamento satisfatório do purgador.O vidro fica menos suscetível à ocorrência de depósitos de impurezas que possam dificultar avisualização do fluxo, fato que ocorre com mais freqüência nos visores observados anteriormente.A instalação de visores deve-se dar a uma distância aproximada de 1 metro após o purgador, paraminimizar a ação da erosão que possa produzir-se no vidro, causando sua ruptura. Esse fenômenoocorre, principalmente, na instalação de purgadores de descarga intermitente.8.4 - VERIFICAÇÃO DA TEMPERATURA DE DESCARGAOutro método de detecção de vazamentos é promover a medição da temperatura em torno do purgadorou nele próprio, através de elementos sensores próprios (termopares, termoresistências, pinturasespeciais, etc).
  53. 53. Spirax Sarco Indústria e Comercio Ltda.Tel.: 0xx 11 4615 90 00Fax : 0xx 11 4615 90 07steam@br.spiraxsarco.com 153Porém, no caso de apresentação de defeito num purgador, a avaliação torna-se difícil, em função daproximidade dos valores das temperaturas do vapor e do condensado.Uma exceção se apresenta nos purgadores termostáticos, uma vez que descarregam o condensado auma temperatura abaixo da do vapor. Mesmo assim, pelo fato das medições serem tomadas nassuperfícies externas do purgador, podem ocorrer erros grosseiros na apreciação, pelo fato dastemperaturas, nesses pontos, atingirem valores inferiores aos reais.8.5 - MÉTODOS ULTRA-SÔNICOSUm método mais preciso para detecção de vazamento é a verificação das condições sonoras (ultra-som)produzidas pela passagem do vapor pelo orifício de descarga de um purgador.Esse método é ideal quando aplicado em purgadores que descarregam condensado de formaintermitente, já que as condições sonoras entre o funcionamento normal e a condição de falha são muitodistintas.No caso de purgadores com descarga contínua, há a necessidade de uma correta interpretação dossinais captados pelo detector ultra-sônico, para não haver confusão entre a passagem de vapor vivo como reevaporado formada na descarga. Isso requer experiência do operador.A figura 60 mostra um aparelho de detecção pelo processo ultra-sônico.FIGURA 60Vale salientar que o parecer final da real condição operacional do purgador só deve ser dado apósvárias medições. Qualquer variação da posição do elemento sensor pode gerar leituras incorretas.
  54. 54. Spirax Sarco Indústria e Comercio Ltda.Tel.: 0xx 11 4615 90 00Fax : 0xx 11 4615 90 07steam@br.spiraxsarco.com 1548.6 - MÉTODO SPIRATECTrata-se do melhor e mais preciso método de identificação de vazamentos em purgadores, e funciona deacordo com a figura 61:FIGURA 61Quando o purgador trabalha normalmente, o condensado chega à câmara de detecção, passando pelaparte inferior do defletor. O orifício localizado nesse defletor serve para equilibrar as pressões emambos os lados da câmara. Um sensor instalado antes do defletor, detecta a presença do condensadopelo princípio da condutividade elétrica, sinal este que é transmitido através de um cabo próprio até oindicador. Neste caso, a luz verde do indicador se acenderá, mostrando que não está havendo perdasde vapor vivo.Caso o purgador esteja perdendo vapor, ocorre um desequilíbrio das pressões na câmara, fazendo comque o sensor detecte a presença de vapor, conforme mostra a figura 62:
  55. 55. Spirax Sarco Indústria e Comercio Ltda.Tel.: 0xx 11 4615 90 00Fax : 0xx 11 4615 90 07steam@br.spiraxsarco.com 155FIGURA 62A luz vermelha do indicador se acenderá, mostrando que o purgador está perdendo vapor.A grande vantagem desse sistema é que a avaliação é direta, sem nenhuma margem de erros causada porfatores externos (condições atmosféricas, erros de interpretações, etc).Os sinais recebidos das câmaras podem ser mandados para uma unidade central que promove a leiturade até 16 pontos diferentes, com o mesmo princípio anteriormente definido quando da utilização doindicador portátil, conforme figura 63:FIGURA 63O arranjo mostrado na figura 64 também é possível possibilitando a indicação de até 256pontos diferentes.
  56. 56. Spirax Sarco Indústria e Comercio Ltda.Tel.: 0xx 11 4615 90 00Fax : 0xx 11 4615 90 07steam@br.spiraxsarco.com 156FIGURA 64Modelos mais recentes de unidades de leitura permitem, não só a identificação de vazamentos comotambém a verificação de ocorrência de alagamentos em purgadores, através do incremento de um sensorde temperatura antes do purgador.CAPÍTULO 9 - CIRCUITO DE VAPORA figura 65 mostra um fluxograma básico de um sistema onde se utiliza vapor para aquecimento.FIGURA 65
  57. 57. Spirax Sarco Indústria e Comercio Ltda.Tel.: 0xx 11 4615 90 00Fax : 0xx 11 4615 90 07steam@br.spiraxsarco.com 157CIRCUITO BÁSICO DE VAPORO vapor gerado na caldeira é transportado por tubulações até os pontos de utilização, podendo haveruma ou mais tubulações de distribuição. A partir dessas tubulações, outras de menor diâmetrotransportam o vapor até os equipamentos de forma individual. Inicialmente, o vapor transfere calor paraas tubulações que se encontram frias, bem como o ar que circunda essas tubulações. Nessa transmissão,parte do vapor se condensa e o condensado passa a ocupar as partes inferiores da tubulações, sendoempurrado pela massa de vapor circulante. Essa mesma transmissão se dá quando a válvula dealimentação de vapor de algum equipamento é aberta. O fluxo de vapor que sai da caldeira passa a sercontínuo, isto é, quanto maior a taxa de condensação, maior será a produção de vapor na caldeira paracompensá-la. É óbvio que, nessas condições, maiores serão os consumos de combustível e de água.Ao retornarmos o condensado para a caldeira, por se tratar de água aquecida, estaremos promovendosignificativa economia no consumo de combustível, uma vez que menor será a quantidade de calornecessária para transformar essas água em vapor. Resumindo a figura exposta, dividiremos o sistema devapor, para melhor elucidarmos nossos estudos, em 4 partes distintas:- GERAÇÃO DE VAPOR : Caldeiras, coletores, sistemas de alimentação de água e combustível,etc.- DISTRIBUIÇÃO DE VAPOR : Tubulações de distribuição em geral- UTILIZAÇÃO DO VAPOR : Equipamentos consumidores de vapor- RETORNO DE CONDENSADOCAPÍTULO 10 - GERAÇÃO DE VAPOR10.1 - CALDEIRASO vapor é gerado através de equipamentos chamados CALDEIRAS, onde se efetua o aquecimento daágua através da queima de um determinado combustível ou de resistências elétricas.As caldeiras são classificadas de acordo com o seguinte critério:A) FORMA DE OPERAÇÃO
  58. 58. Spirax Sarco Indústria e Comercio Ltda.Tel.: 0xx 11 4615 90 00Fax : 0xx 11 4615 90 07steam@br.spiraxsarco.com 158- CALDEIRAS FLAMOTUBULARESOs gases quentes provindos da queima circulam pelos tubos de troca, transferindo o calorpara a água. Normalmente operam com baixas capacidades de produção e pressão.FIGURA 66CALDEIRA FLAMOTUBULAR- CALDEIRAS AQUOTUBULARESA água circula pelos tubos entre dois vasos comunicantes, recebendo calor dos gases quentesgerados no queimador. São caldeiras com capacidades maiores de produção e altas pressões.FIGURA 67CALDEIRA AQUOTUBULAR- CALDEIRAS MISTASPossuem as duas formas anteriormente citadas para transferência de calor.
  59. 59. Spirax Sarco Indústria e Comercio Ltda.Tel.: 0xx 11 4615 90 00Fax : 0xx 11 4615 90 07steam@br.spiraxsarco.com 159FIGURA 68CALDEIRA MISTA- CALDEIRAS ELÉTRICAS : o aquecimento se dá através de resistências elétricas (eletrodos) quetransferem o calor diretamente para a água.FIGURA 69CALDEIRAS ELÉTRICASB) COMBUSTÍVEL UTILIZADO- Óleo BPF : combustível mais comum- Lenha- Gás natural / GLP : utilizado em caldeiras de hospitais e hotéis ou em instalações localizadas emregiões urbanas- Cavaco de madeira : encontrado nas indústrias de celulose
  60. 60. Spirax Sarco Indústria e Comercio Ltda.Tel.: 0xx 11 4615 90 00Fax : 0xx 11 4615 90 07steam@br.spiraxsarco.com 160- Licor negro : encontrado nas caldeiras de recuperação das fábricas de celulose- Bagaço de cana : encontrado nas usinas de açúcar e álcool- Biomassa- Carvão mineralUma caldeira ideal deve possuir acessórios que permita um controle efetivo da produção de vapor,garantindo qualidade e eficiência no processo, aliado ao aspecto econômico. A figura 70 mostra ainstalação de uma caldeira ideal:FIGURA 70CALDEIRA IDEAL10.2 - PERDAS IDENTIFICADAS EM CALDEIRASA seguir ressaltaremos alguns itens que devem ser observados buscando uma operação eficiente nascaldeiras:- Ação de gases dissolvidos na água de alimentação: as presenças de gases tais como O2 e CO2 causamcorrosão nas superfícies metálicas das caldeiras;- Água de alimentação não modulada (Efeito On-Off) causando queda de pressão na caldeira e choquestérmicos;- Presença de sólidos suspensos na água de alimentação;
  61. 61. Spirax Sarco Indústria e Comercio Ltda.Tel.: 0xx 11 4615 90 00Fax : 0xx 11 4615 90 07steam@br.spiraxsarco.com 161- Presença de sólidos dissolvidos na água de alimentação (sílica, cálcio, magnésio, etc) causadores deincrustações nas áreas de troca;- Perdas de calor motivadas por descargas excessivas;- Comprometimento da segurança e rendimento da caldeira por descargas insuficientes.10.3 - CONTROLE DOS SÓLIDOS TOTAIS DISSOLVIDOSPode ser feita de duas formas:- De forma manual, através da análise físico-química da água que define os períodos em que a descargadeve ser feita- De forma automática, através da leitura da condutividade elétrica de águaCOMO FUNCIONA O SISTEMA AUTOMÁTICO?Um sensor de condutividade elétrica é instalado na caldeira, efetuando a leitura da condutividade da águae enviando esse sinal para o controlador. Caso o valor lido seja superior ao “set point” instalado namemória do controlador, é enviado um sinal de abertura para a válvula de controle. Caindo esse valorde condutividade, ocorrerá operação inversa.Importante observar que o controlador trabalha com sinal de condutividade da água neutra (pH=7),sendo que o ideal, na caldeira, é que a água seja mantida com pH 8,5-11,5. O controlador nãopossui recursos para manter a alcalinidade constante, tendo que ser calibrado previamente com um fatorfixo para atender essa condição.FIGURA 71
  62. 62. Spirax Sarco Indústria e Comercio Ltda.Tel.: 0xx 11 4615 90 00Fax : 0xx 11 4615 90 07steam@br.spiraxsarco.com 162VANTAGENS DO SISTEMA AUTOMÁTICO- Controle mais preciso- Segurança operacional- EconomiaAo observarmos os gráficos abaixo, verificaremos que, enquanto na descarga o valor médio deSTD se mantém distante do valor máximo admissível, na descarga automática esse valor encontra-semuito próximo do máximo.FIGURA 72FIGURA 73Se avaliarmos numericamente, temos:Descarga manualB = 3000 ppmBmédio = 2000 ppmF = 300 ppm
  63. 63. Spirax Sarco Indústria e Comercio Ltda.Tel.: 0xx 11 4615 90 00Fax : 0xx 11 4615 90 07steam@br.spiraxsarco.com 163% descarga = 300 * 100% = 17,6 %2000 - 300Descarga automáticaB = 3000 ppmBmédio = 2900 ppmF = 300 ppm% descarga = 300 * 100% = 11,5 %2900 - 300Economia = 6,1 pontos percentuais a menosNa tabela abaixo, temos a economia de consumo de combustível obtida com 1% de descargaeconomizada.Pressão da caldeira(bar)Combustíveleconomizado em 1% de descargaeconomizada7 0,19%10 0,21%17 0,25%26 0,28%Portanto, no exemplo anterior, temos:(17,6 - 11,5) * 0,21 = 1,28 % de economiaRevendo o exemplo:Vazão do vapor = 10.000 kg/hRelação vapor/óleo BPF = 1 kg de óleo gera 13 kg de vapor, em médiaConsumo de óleo = 770 kg/hEconomia = 770 * 0,0128≅ 10 kg/hSupondo regime de 16 horas/dia, 20 dias/mês, temos:Custo do óleo = R$ 0,25/kgEconomia anual = R$ 9600,0010.4 - DESCARGA DE FUNDO
  64. 64. Spirax Sarco Indústria e Comercio Ltda.Tel.: 0xx 11 4615 90 00Fax : 0xx 11 4615 90 07steam@br.spiraxsarco.com 164Na descarga de fundo são eliminadas as impurezas em suspensão existentes na água. Por serem maispesadas, essas impurezas tendem a se depositar no fundo da caldeira, inibindo a transferência de calor ecausando superaquecimento. Essa operação pode ser feita manual ou automaticamente.O tempo de abertura da válvula de descarga não deve exceder a 5 segundos, sendo que a operaçãodeve ser repetida de hora em hora. O gráfico abaixo mostra a vazão de descarga em função da pressãode operação da caldeira:FIGURA 74Tomemos como exemplo uma caldeira operando a 10 bar de pressão e válvula de descarga de fundo de2”. Nessas condições a descarga será de 14 kg/s. Na descarga manual, é muito difícil manter aválvula aberta no tempo exato de 5 segundos. A cada segundo adicional serão desperdiçados 14 kg.Vejamos o que ocorre se esse tempo for de 7 segundos:Excedente de descarga = 2 * 14 = 28 kg/descargaRegime de trabalho = 8 horas/dia, 20 dias/mêsDesperdício = 28 * 8 * 20 = 4480 kg/mêsNo acionamento automático, não ocorre desperdícios, pois o tempo de abertura e os intervalos sãoregistrados num controlador/temporizador, que mantém a operação uniforme. Além disso, deve-seressaltar a segurança operacional.As figuras mostram os sistemas automático e manual de descarga de fundo.
  65. 65. Spirax Sarco Indústria e Comercio Ltda.Tel.: 0xx 11 4615 90 00Fax : 0xx 11 4615 90 07steam@br.spiraxsarco.com 165FIGURA 75De acordo com a legislação ambiental, os efluentes industriais não devem ser descarregados para oesgoto a altas temperaturas. No caso da descarga de fundo, o correto é direcionar os resíduos para umtanque, para que sofra o resfriamento antes de ser jogado no esgoto.No caso de instalação com várias caldeiras, pode-se utilizar um único vaso de descarga, que deve serpreviamente dimensionado para atender a demanda total.
  66. 66. Spirax Sarco Indústria e Comercio Ltda.Tel.: 0xx 11 4615 90 00Fax : 0xx 11 4615 90 07steam@br.spiraxsarco.com 166FIGURA 76
  67. 67. Spirax Sarco Indústria e Comercio Ltda.Tel.: 0xx 11 4615 90 00Fax : 0xx 11 4615 90 07steam@br.spiraxsarco.com 167CAPÍTULO 11 - DISTRIBUIÇÃO DO VAPOR11.1 - PONTO DE DRENAGEMAs vantagens resultantes de uma correta seleção do tipo de purgador adequado pode ser inútil se ocondensado encontrar dificuldades no seu caminho até o purgador. Durante uma parada, o condensadopresente numa tubulação de distribuição se acumula nos pontos baixos, sendo necessária a instalação depurgadores nesses pontos para promover sua eliminação. Além disso, o condensado se acumularátambém ao longo da linha, justificando a instalação de pontos de drenagem a cada 30 metros lineares detubulação.Em operação normal, o vapor flui pelas tubulações de distribuições a velocidades de até 35 m/s (ou 126km/h). As figuras 77A e 77B mostram duas situações diferentes de instalação de um ponto de drenagemde linha:FIGURA 77A FIGURA 77BINCORRETA CORRETAPercebemos que na figura 77A, somente uma parte da massa de condensado chegará ao purgador, poiso tubo de pequeno diâmetro conectado na parte inferior da tubulação de distribuição não possui áreasuficiente para a coleta de todo o condensado.Na disposição correta, mostrada na figura 77B, observamos a instalação de um tee, chamado deBOTA COLETORA, que visa garantir a coleta de todo o condensado formado para posterioreliminação através do purgador. A tabela a seguir mostra como deve ser feito o dimensionamento debotas coletoras:
  68. 68. Spirax Sarco Indústria e Comercio Ltda.Tel.: 0xx 11 4615 90 00Fax : 0xx 11 4615 90 07steam@br.spiraxsarco.com 168FIGURA 78Deve-se evitar a montagem de reduções concêntricas, conforme figura 79, por ser fonte potencial degolpes de ariete.FIGURA 79A forma correta de montagem de reduções em tubulações é mostrada na figura 80, com a utilização dereduções excêntricas.
  69. 69. Spirax Sarco Indústria e Comercio Ltda.Tel.: 0xx 11 4615 90 00Fax : 0xx 11 4615 90 07steam@br.spiraxsarco.com 169FIGURA 80Na grande maioria das instalações de vapor, ocorrem picos de consumo que podem provocar o arrastede água da caldeira. Além disso, um tratamento incorreto da água de alimentação também provoca oarraste. O desejável, porém, é que o vapor seja utilizado o mais seco possível, isto é, com o melhortítulo possível, para garantir a otimização do processo relativo ao tempo e eficiência.O método utilizado na figura 76B não é suficiente para a eliminação de todo o condensado, uma vez queas gotículas de água que são arrastadas juntamente com o vapor não são coletadas. A solução para seevitar o arraste dessas gotículas é a instalação de um SEPARADOR DE UMIDADE, conformemostrado na figura 81:FIGURA 81SEPARADOR DE UMIDADE HORIZONTALAs aletas centrais obrigam o vapor a mudar de direção, adquirindo um movimento circular aliado àdiminuição de sua velocidade. As gotículas, por serem mais pesadas, escoam para a parte inferior doseparador, por onde são eliminadas através de um purgador, juntamente com o condensado formado nofundo da tubulação. Uma vez a linha bem dimensionada, consegue-se, após o separador, um vapor comtítulo de ate 99 %.A fonte mais comum de vapor com baixo título provém do arraste de água da caldeira, sendo ideal ainstalação de um separador de umidade imediatamente após a saída da caldeira. Também éimprescindível instalar-se separadores antes de qualquer equipamento (para melhoria do título) e,principalmente, antes de válvulas redutoras ou controladoras. As gotículas de água, ao passar pelas

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