Caldeiras

Exercícios
1-Como é feito o fornecimento de energia para uma caldeira?
R: A vaporização pode ser obtida através da queima de um combustível sólido, líquido, gasoso ou por conversão de energia elétrica e até a fissão nuclear, que é o caso de usinas termonucleares.
2-Quais são os objetivos da utilização de uma caldeira?
R: Produzir o vapor através do aquecimento da água podendo também ser utilizadas para aquecimentos de fluidos. As caldeiras produzem vapor para alimentar máquinas térmicas, autoclaves para esterilização de materiais diversos, cozimento dealimentos e de outros produtos organicos, calefação ambiental e outras aplicações do calor utilizando-se o vapor.
3-Como as caldeiras de recuperação obtém energia para o seu funcionamento?
R: Aproveitando o calor residual de processos industriais (gás de escape de motores, gás de alto forno, de turbinas, etc....
4-Como é o princípio de funcionamento da caldeira Flamotubular?
R: Os gases quentes da combustão circulam no interior de tubos que atravessam o reservatório de água a ser aquecida para produzir vapor.
5-Quais as vantagens das caldeiras Flamotubulares?
*construção menos complexa e de relativamente baixo,
*boa robustez,
*não requerem tratamento de água muito cuidadoso,
*não necessita de muita construção de alvenaria,
*utilizam praticamente qualquer tipo de combustível,
*(líquido,gasoso,sólido.)
6-Quais as desvantagens das caldeiras Flamotubulares?
*Geralmente a é limitada em torno de 20 bar,
*partida lenta, devido a necessidade de se aquecer todo o líquido da caldeira,
*baixa capacidade e baixa taxa de produção de vapor por unidade de área de troca de calor,
* circulação de água deficiente,
*dificuldade para a instalação de super aquecedores, economizadores e pré aquecedores de ar.
7-Como é o princípio de funcionamento da caldeira Aquatubular?
R: Nas caldeiras aquatubulares a água a ser aquecida passa no interior de tubos que,por sua vez, são envolvidas pelos gases de combustão.
8-Quais as vantagens das caldeiras Aquatubulares?
*Maior taxa de produção por unidade de área de troca de calor,
*Possibilidade de utilização de temperaturas superior a 600°c e pressões acima de 600 bar,
*partida rápida em razão do volume reduzido de água nos tubos,
*a limpeza dos tubos é mais simples que na flamatubular e pode ser feita automaticamente,
*a vida útil destas caldeiras pode chegar a 30 anos.
9-Quais as desvantagens das caldeiras aquatubulares?
*construção mais complexa,
*exigem tratamento de água muito cuidadoso.
10-Quais são os elementos que determinam a potência de uma caldeira?
*capacidade de evaporação,
*superfície de grelha ou volume da fornalha.
11-Qual o tipo de vapor que a caldeira deve gerar quando se quer gerar trabalho?
R: Vapor super aquecido - seco.
12-Qual o tipo de vapor que a caldeira deve gerar quando se quer gerar troca de calor intensa?
R: Vapor saturado - úmido.
13-O que é a tiragem de uma caldeira?
R: É a circulação dos gases da combustão dentro da caldeira.
14-Para que serve o super aquecedor de uma caldeira?
R: Destinados a elevar a temperatura do vapor saturado sem aumentar sua pressão.
15-Para que serve o economizador de uma caldeira?
R: Tem a finalidade de absorver o calor dos gases de combustão,para aquecer a água de alimentação da caldeira.
OBS.:
Combustão: è o processo químico que gera calor
Entalpia: è o conteúdo de energia de cada substancia
Variação de entalpia: é o calor liberado ou absorvido quando uma transformação ocorre sob pressão constante

Exercícios 2
1-O que é rendimento térmico de uma caldeira ?
È a avaliação da eficiência na conversão de energia no combustível utilizado na combustão, p/ geração de vapor na caldeira
2- Quais são as faixas de rendimento térmico das caldeiras?
Ou rendimento bruto, varia de 88%a 94% nas caldeiras de alta capacidade e de 60% a 70% nas de baixa capacidade
3 - Como varia o rendimento de uma caldeira?
Varia de acordo com a carga de trabalho em uma caldeira
4- Como temos o maior rendimento térmico em uma caldeira?
Quando a caldeira trabalha em regime constante na sua faixa máxima de geração de calor
5-O que é energia disponível em uma caldeira?
È a energia em forma de calor, introduzida na caldeira, gerada pela transformação química do combustível (combustão)

6-O que deve ser considerado na avaliação da energia fornecida para a caldeira?
R:Todas as outras formas de energia fornecida ao sistema,de forma a buscar um aumento no rendimento térmico do mesmo.
7- O que é PCI?(poder calórico do combustível como recebido)
R:É a quantidade de energia liberada em forma de calor, por unidade de massa ou volume,gerada na oxidação de determinado combustível.
8-O que é Qcomb?(Calor sensível do combustível)
R:É um fator levado em consideração quando o combustível é pré-aquecido por uma fonte externa de calor ou utilizando a energia gerada pela própria caldeira.
9-O que é Qaex?(energia introduzida na caldeira pelo ar de combustão)
R:Também é um fator a ser considerado quando o ar utilizado p/ a combustão é pré-aquecido por energia externa ou interna do sistema ( caldeira)
10-O que é Qv?(Energia introduzida na fornalha)
R:è a energia utilizada, tal como o próprio vapor da caldeira, p/ atomização do óleo combustível ou vapor utilizado p/ sopragem da fuligem (limpeza dos dutos de troca de calor)
11-O que é Qcd?(Energia utilizada p/ decomposição do carbonatos do combustível)
R: Alguns combustíveis, tais como o Xisto Betuminoso , requerem uma alteração física p/ a liberação do seu teor de combustível. Esta alteração é obtida através do fornecimento de calor, geralmente pelo próprio vapor da caldeira.
12-O que é energia útil absorvida pela caldeira?
R:É a quantidade de energia absorvida pelo fluído de trabalho da caldeira, no caso água utilizada p/ geração de vapor.
13-O que é Qf?(calor absorvido pelo fluído de trabalho)
R:É o calor absorvido pela água nos dutos de aquecimento da caldeira.
14-O que é Qsp?(calor absorvido pelo superaquecedor)
R: É o calor absorvido pelo vapor saturado.
15-O que é Qhr?( calor absorvido pelo superaquecedor secundário)
R: É o calor absorvido pelo vapor superaquecido.
16-O que é Qec? (Calor absorvido economizador da caldeira)
R:É o calor absorvido previamente pela água de reabastecimento da caldeira .
17-Quando é recomendável utilizar o método do Balanço Térmico Direto para avaliar o rendimento térmico de uma caldeira?
R:É recomendável particularmente p/ pequenas caldeiras q trabalham de forma intermitente.
18- Quando é recomendável utilizar o método de Balanço Térmico Indireto para avaliar o rendimento térmico de uma caldeira ?
R:É recomendável quando se precisa de um resultado mais preciso, pois este método determina o rendimento bruto da caldeira pelas somas das perdas de energia .
19- O que é perda de energia pelos gases efluentes?
R:É o fator mais importante no balanço térmico, atingindo de 4 a 7 % nas caldeiras de grande capacidade de 10 a 20% nas de baixa capacidade.
20- O que é perda de energia pela combustão incompleta?
R; O produto de combustão geralmente contém certas substâncias gasosas que são combustíveis , porém não entram na reação de combustão ocorrida na caldeira, tais como o CO2,H2 e CH4.A energia contida nestas moléculas, e que são expelidas pelos gases na chaminé, representam a energia pela combustão incompleta.

TURBINAS
21-Qual é o princípio de funcionamento da turbina a vapor?
R:São máquinas térmicas que transformam a energia contida no vapor, sob a forma de energia térmica e de pressão, em energia mecânica.
22-Quais são as duas etapas na transformação da energia do vapor em trabalho, na turbina a vapor?
R:Inicialmente a energia do vapor é transformada em energia cinética. A segunda etapa do processo é responsável pela transformação da energia cinética do vapor em trabalho mecânico.
23-Como é o princípio de funcionamento da turbina de ação?
A expansão do vapor ocorre só nos bocais fixos (expansores). Assim ocorre uma redução da pressão, que após a passagem pelos expansores se mantém constante. Em consequência ocorre um aumento na velocidade do vapor, que vai reduzindo após a geração de trabalho. São turbinas de um estágio.
24-Como é o princípio de funcionamento da turbina de reação?
R:São turbinas com mais de um estágio, contidas de bocais fixos seguidas de bocais móveis. A expansão do vapor ocorre tanto nos bocais fixos como nos bocais móveis, que giram com o rotor.
25-O que representa as perdas periféricas da turbina a vapor?
R:Z1=Perdas por atrito choques e turbulências no escoamento do vapor nos bocais e nas pás.
Z2= Perdas por velocidade do vapor na saída.
26-O que representa as perdas internas da turbina a vapor?
Z3=perda por fuga de vapor decorrentes das folgas nas vedações
Z4=perda Stodola.É o efeito ventilador do disco do rotor sobre o vapor, cujo qual é lançado radialmente devido à velocidade de rotação e também por atrito das faces do rotor com o vapor.
Z5=Perda de calor para o ambiente. Em turbinas com bom isolamento térmico este tipo de perda é praticamente desprezível.
27-O que representa as perdas mecânicas da turbina a vapor?
Z6=perdas mecânicas ,tais como atrito nos mancais, vibrações, etc.
28-Qual a função de um compressor numa turbina a gás?
R:Comprimir o ar e direcioná-lo as câmaras de combustão.
29-Qual a função da câmara de combustão numa turbina a gás?
R:Gerar a combustão ,fazendo a expansão dos gases.
30-Qual a função da câmara turbina numa turbina a gás?
R:Os gases, após saírem da câmara de combustão, à alta pressão e temperatura, se expandem conforme passam pela turbina, sem variação de entropia.