Apostila Caldeira

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REA TECNOLGICA:

Identificao do MDI: Reciclagem - Segurana em Operao de Caldeira

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VISO Consolidar-se como o lder estadual em educao profissional e tecnolgica e ser reconhecido como indutor da inovao e da transferncia de tecnologias para a indstria brasileira, atuando com padro internacional de excelncia.

MISSO Promover a educao profissional e tecnolgica, a inovao e a transferncia de tecnologias industriais, contribuindo para elevar a competitividade da indstria brasileira.

VALORES Transparncia Iniciativa Satisfao ao Cliente tica Alta Performance Valorizao das Pessoas

POLTICA DA QUALIDADE Satisfazer as necessidades dos clientes com produtos competitivos reconhecidos pelo mercado. Intensificar aes de aperfeioamento e valorizao de competncias dos empregados. Assegurar o aprimoramento contnuo dos processos e servios com padres de qualidade, para o alcance de resultados.

Servio Nacional de Aprendizagem Industrial

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FEDERAO DAS INDSTRIAS NO ESTADO DE MATO GROSSO FIEMT Jandir Jos Milan Presidente em Exerccio CONSELHO REGIONAL Jandir Jos Milan Presidente em Exerccio

SERVIO NACIONAL DE APRENDIZAGEM INDUSTRIAL Llia Rocha Abadio Brun Diretor Regional do Departamento Regional de Mato Grosso Llia Rocha Abadio Brun Gerente de Educao e Tecnologia GETEC Silvania Maria de Holanda Coordenadora da Unidade de Desenvolvimento em Educao Inicial e Continuada - UEDE Eveline Pasqualin de Souza Coordenadora da Unidade de Desenvolvimento em Educao Tcnica e Tecnolgica - UNETEC

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SUMRIO

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1. NOES DE GRANDEZAS FSICAS E UNIDADES 1.1. PRESSO 1.1.1. Presso AtmosfricaVoc j deve saber que a Terra est envolta por uma camada de ar chamada atmosfera. Tambm j deve saber que o ar tem peso. Presso atmosfrica a presso exercida pela camada de ar em um determinado ponto. Segundo a experincia de Torricelli, em uma cidade ao nvel do mar, como o Rio de Janeiro, em relao a outra com altitude elevada, como La Paz, na Bolvia, as presses so diferentes.PRESSO DO AR LA PAZ

PRESSO DO AR

PRESSO ATMOSFRICA

RIO DE JANEIRO NVEL DO MAR

1.1.2. Presso Interna de um VasoTomando como base a experincia de Pascal, aonde p = F/A, isto significa que a massa de ar, lquido ou vapor, atuando internamente em um recipiente fechado, exercer uma presso sobre as paredes do mesmo; esta presso ser aplicada igualmente em todos os sentidos, conforme ilustrao. Observa-se que a presso P far com que o lquido atue nos pontos 1, 2, 3 e 4 da garrafa.Patm

1 2

4 3

Figura 1 - Presso interna de um vaso

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1.1.3. Presso Relativa, Manomtrica e Absoluta

Presso Relativa tambm chamada presso manomtrica: a presso que um lquido ou gs exerce nas paredes de um vaso. Ex.: panela de presso, pneu de automvel, etc. Esta presso registrada pelo manmetro, sofre influncia direta da variao de temperatura. Presso Absoluta a soma da presso manomtrica ou relativa com a presso atmosfrica.

1.1.4. Unidades de PressoSegundo Pascal, presso uma fora exercida sobre uma determinada rea. As unidades de medidas de peso, fora e rea variam de acordo com as normas de cada pas. Devido a este fato existe uma variedade de unidades usuais nas indstrias. As figuras abaixo apresentam manmetros com escala em lb/pol2 e Kgf/cm2 . As normas Brasileiras recomendam a utilizao das unidades no Sistema Internacional (SI).

Figura 2 - Mecanismo interno de um manmetro

5 4 3 40 2 20 1 0 0IND. BRAS.

6 80 100 7 8 120 9

60

MANMETRO

150kg/cm2

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Figura 3 - Manmetro

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Tabela 1: Converso de Unidades

bar 1 0,98066 5 0,06894 7 1,01325 1,33322 0,09806 0,0100

Kgf/cm2 1,019716 1

Psi (lbf/pol2) 14,503 14,2233

atm 0,9869 0,967841

MmHg (torr) 750,062 735,556

mH20 (mca) 10,19716 10,00

kPa (KN/m2)* 100 98,0665

0,070307 1,03323 1,3595 0,1000 0,01019

1 14,6959 19,368 1,42233 0,14503

0,068046 1 1,31579 0,09677 0,009869

51,715 760 1000 73,556 7,50062

0,70307 10,33226 13,59 1 0,10197

6,8947 101,325 133,322 9,80665 1

* Unidade do Sistema Internacional

1.2. CALOR E TEMPERATURA

1.2.1. Noes gerais de calor e temperatura.

Calor: uma forma de energia que se propaga de um corpo para outro, quando entre eles h uma diferena de temperatura. Temperatura: a grandeza que caracteriza o nvel de energia de um corpo.

1.2.2. Modos de Transferncia de Calor

Quando o calor se propaga de um ponto de maior temperatura para outro de menor temperatura, ocorre um fenmeno chamado transmisso de calor. Este fenmeno pode se dar de trs formas: conduo, conveco e radiao. a) Transmisso de calor por conduo Ao se colocar no fogo a extremidade de uma barra de ferro, aps um certo tempo o outro extremo comea a aquecer-se. Caso se permanea segurando o material, sentiremos a temperatura aumentar gradativamente.

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Figura 4 - Transmisso de calor por induo

b) Transmisso de Calor por Conveco Considera-se a barra mencionada no item anterior, porm sendo retirada a fonte de calor. Ao se colocar a mo sobre o material aquecido, mantendo-se uma certa distncia, conforme ilustra a figura 6, percebe-se que o calor do material aquece o ar.

Figura 5 - Transmisso de calor por conveco

O ar torna-se leve e sobe, tal como ocorre com os bales de papis cheios de ar quente. O lugar deixado livre pelo ar quente ocupado pelo ar mais frio (mais pesado) que, por sua vez, se aquece, repetindo o ciclo anterior. Dessa forma, estabelece-se uma corrente ascendente do ar quente, que atua como veculo transportador de calor desde a barra de ferro at a mo. c) Transmisso de Calor por Radiao Coloca-se um ferro em brasa, recm sado do fogo, na posio vertical. Aproximando-se a mo em direo ao material aquecido, tem-se a sensao de calor. Este calor se propaga em todas as direes atravs de ondas de energia radiante, conforme ilustra a figura.

Figura 6 - Transmisso de calor por radiao

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Nos itens anteriores observa-se que, ao aquecer uma barra de ferro, o outro extremo pode atingir uma temperatura quase semelhante ao lado exposto diretamente ao fogo. Todavia, tornando-se um pedao de madeira com as mesmas dimenses da barra de ferro, quase no ocorrer a transmisso de calor. Isto ocorre porque , ao contrrio do ferro, a madeira no um bom condutor de calor. Por outro lado, a quantidade de calor que passa atravs de uma parede, em um dado tempo, depende dos seguintes fatores: Da diferena de temperatura que existe entre ambos os lados do material; Da superfcie da face exposta ao calor (uma parede de ao de 10m2 de superfcie transmite mais calor do que uma com superfcie de 1m2 ); Da espessura da parede; Do material de construo da parede (passa menos calor atravs de uma prancha de amianto do que atravs de uma chapa de cobre, com a mesma espessura e igual superfcie). O calor pode propagar-se atravs das substncias com facilidade ou dificuldade. a condutibilidade trmica que caracteriza as substncias em isolantes e condutores. Ao se aproximar um corpo de uma fonte de calor, observam-se vrios fenmenos. Eleva-se sua temperatura e modifica-se a maioria de suas propriedades fsicas, tais como dimenses, volume, calor especfico, entre outras. Em geral, os slidos dilatam-se quando aquecidos, ou seja, suas dimenses aumentam. Mas nem todos os corpos dilatam-se ao serem aquecidos. A borracha estendida, por exemplo, contrai-se ao ser aquecida, e a argila, sob a ao do calor, sofre uma contrao que conserva depois de haver esfriado. Chamam-se coeficiente de dilatao linear a razo da variao do comprimento por unidade de comprimento de um slido, quando sua temperatura varia de 1C. Por outro lado, chamam-se coeficientes de dilatao volumtrica a razo da variao do volume deste corpo por unidade de volume, quando sua temperatura varia de 1C. Esta definio vlida tambm para lquidos e gases. Os lquidos tm um coeficiente de dilatao volumtrico maior que os slidos, e exercem presso ao serem aquecidos em recipientes fechados. Chama-se coeficiente de dilatao volumtrica dos gases a variao do volume que 1cm3 de gs sofre quando varia sua temperatura em 1C, mantendo-se constante sua presso. Um exemplo ilustrado pela figura abaixo.P

PISTO

GS

Figura 7 - Dilatao Volumtrica

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1.2.3. Calor Especfico e Calor Sensvel

Calor especfico indica a quantidade de calor que cada unidade de massa do corpo precisa receber ou ceder para que sua temperatura possa variar de 1C. O calor especfico uma caracterstica de natureza da substncia, isto , cada substncia tem seu prprio calor especfico. Para os gases, o calor especfico varia com a presso e o volume. Alm disso o calor especfico depende do estado fsico do sistema, sendo maior no estado lquido que no estado slido. Calor sensvel a quantidade de calor que a substncia recebe ou cede provocando mudana de temperatura sem mudanas de estado fsico.

Figura 8 - Calor Especfico

Quando houver a mudana de estado fsico temperatura constante este calor denominado calor latente.

PARAFINA

PARAFINA SLIDA

FUSO

PARAFINA LQUIDA

Figura 9 - Calor Latente

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1.2.4. Transferncia de Calor Temperatura Constante

Nos processos industriais muito empregado a fenmeno da troca de calor para atingir determinadas exigncias do processo. Em muitos casos importante que este aquecimento ocorra com um mnimo de variao de temperatura. Tomando como exemplo o leo combustvel, conseguimos atravs da regulagem do fluxo de vapor, controlar e garantir que o aquecimento do leo seja feito a uma temperatura constante.

1.2.5. Vapor Saturado e Vapor Superaquecido

Considere o aquecimento de um determinado volume de gua fria. Aps algum tempo de aquecimento ao