Aula 10 - Vasos e Torres

Professores:EdsonRomano,NilondioeRicardoPinto

ProjetosdeProcessosIIVasoseTorres

VasoseTorres2

VasoseTorres

VasoseTorres3

VasosdePressoxTanques

Tanquessoequipamentosparaarmazenamentoouprocessodefluidos(lquidos)pressoatmosfrica(semprecomalgumrespiro),suportandoapenasopesodolquidoarmazenado.

Vasosdepressosoosequipamentoscomqualquerpressoabaixoouacimade15psi (100kPa)daatmosfrica(ASME).

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ClassificaoeAplicaesdeVasosdePresso

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PartesPrincipais

Casco ou costado (shell):

VasoseTorres6

Tampos (head):

PartesPrincipais

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PartesPrincipais

Tampo elptico 2:1 (D=2H).

Tampo torisfrico 6% (Rk = 0,06D, Rc = D)

Tampo torisfrico falsaelpse (Rk = 0,1727D, Rc = 0,9045D)

Tampo plano / Flange.

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PartesPrincipais

Transies:

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Bocais

PartesPrincipais

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Bocais tpicos em vasos verticais,torres e vasos horizontais com esem bota.

PartesPrincipais

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Internos

PartesPrincipais

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SuportaodeVasosVerticaisOsvasosverticaispodemsersuportadospormeiodesaiascilndricasoucnicas,colunasousapatas(lugs).Semprequepossvelosvasosverticaisdevemsersuportadospormeiodecolunas.Aseleodotipodesuportedevasosverticaisdeveserfeitadeacordocomafiguraabaixo,anoserqueoutrasexignciassejamaplicveis.

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SuportaodeVasosVerticaisAstorresdevemsersuportadaspormeiodesaias.Semprequehouverpossibilidadedevibraoemvasosverticaisdeveserusadosuportetiposaia,comonocasodevasosverticaisconectadosasucodecompressores.

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SuportaodeVasosHorizontaisEmgeralsosuportadosatravsdeberosapoiadosusualmenteemestruturasdeconcreto.

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Mediointermediriaouestocagemdentrodolimitedebateria,ovolumenograndedandoemcertoscasosumafolgadeat8horasdeoperao

P(psig) 0 250 251 500 501+

L/D 1a3 4 5

Paraestocagemdelquidovasoshorizontaiseparags lquidovasosverticais.Normalmenteostampossoelpticosoutoroesfricoscomrelao2:1Afolgaadotadaparaovolume(acritriodoprojetista)variade10a20%Volumedetampoelptico=V=0,1309Di3(Di dimetrointerno)Volumedapartecilndrica=V=H*Di2/4

1.ClculodeVasosdeAcmulo

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Paraequipamentosdemaiorportepodemosconsiderloscomotanquesdeestocageme,nestecasoutilizamosumarelaoL/Dmenornafaixade0,5a0,8(soequipamentoscomfundoplanoe,otetoficadependendodotipodematerial,podendoser(tetoflutuante,tetofixo,etc.).Comocritriodedimensionamento,usualmenteconsideramosaformaderecebimentodosprodutos.Normalmenteprodutoslquidossotransportadosemcaminhestanquecomcapacidadesquevariamentre15a30m3 eostanquespodemserdimensionadospara,nomnimo,1,5vezesestevolume.Comespaoparaafasevaporparatanquescomvolumeinferiora50galusase15%eparavolumesacimausase10%.

Comosuportao:a)Tanquescomvolumeinferiora1000galespernasdesustentao.b)Entre1000e10.000galtanqueshorizontaiscomfundaodeconcretoc)Nafaixade10.000galhorizontaiscomfundaodconcreto

2.ClculodeTanquesdeEstocagem

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Vasosnormalmentehorizontais,relaoL/D=3ouacima,apresentamseudimensionamentobaseadonavelocidadedeseparao.ComregrapropostaporHoopereJacobstemos:

NRE Efeito50.000..................................................Separaopobre

Odimensionamentodependedotamanhodagota(nafaixade500 5000m).Comovelocidadepodemosutilizarasseguintesexpresses:V=9,97(106)(1 2)d2/182 (ft/min)

V=2,415(1 2)/(ft/min):nestecasoodimetrodagotaestestimadoem150m

3.ClculodeSeparadoreslquido Lquido

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Osmtodosparaseparaoso:

a)Decantaoporinflunciadagravidadeb)Decantaoporaocentrfugac)Aglomeraooucoalescnciaporaodesuperfciesslidaseposteriorseparao

8,0,VV0,035 K ar no gua de m100 Dp para sistema do dependeK onde

1)/(KV :escrever podemos oaproxima Com

)/18/(Df :laminar fluxo se

Newton) de (lei )1/(

CP

C

fondef

DgfV

GL

sg

sc

4.ClculodeSeparadoresGs Lquido

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4.ClculodeSeparadoresGs Lquido

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ClculosdeVasos DimensesMnimas

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ClculodoVolumedeLquido Tempos de Residncia Tpicos

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ClculodosBocais Bocais de Entrada de Carga (L+V)

Bocais Auxiliares

Bocais de Sada de Lquido

Bocais de Sada de Vapor/Gs V = 30 m/s

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ClculodosBocais Dimetros de Bocas de Visita

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TorresdeSeparao

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PrincipaisTiposdeDispositivodeContato

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PrincipaisInternosdeTorres

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QuedasdePressoTpicas

P mmHg/HetpPratos 3-5

Recheios Randmicos 1-3

Recheios Arrumados 0,1- 0,25

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LimitesOperacionaisemTorresdePratos

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TorresdePratos

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TiposdePratos Prato Perfurado Prato com Borbulhadores

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TiposdePratos Prato Valvulado

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LimitesOperacionaisemTorresdePratos

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ConfiguraodosPratos

--------------

FLUXO REVERSO FLUXO CRUZADODUAS PASSAGENS DUAS PASSAGENS EM CASCATA

VERTEDORES INTERMEDIRIOS

QUATRO PASSAGENSTRS PASSAGENS

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FuncionamentodeumaTorredePratos

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ClculodasDimensesBsicasdeumaTorre

dePratos

ClculodoDimetro(mtodogrfico)

VL

VCFS (VLOAD

onde:CFS: vazo de vapor (ft/s)V: massa especfica do lquidoL: massa especfica do lquido

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ClculodasDimensesBsicasdeumaTorredePratos Clculo do Dimetro (mtodo analtico)

ClculodareaLivredePassagemdoGsentrainment(jet)flooding

naqual: VAf =velocidademximadogsnumatorrefuncionandocomosistemaAR

GUA(emrelaoarealivre),ft/s. CSB =parmetrodeSouders BrownfornecidopelaFig 3.5,pg 81. CSB oCfactor nopontodeinundao; =massasespecficasemlb/ft3.

ProjetopreliminarsegundoFairFairutilizacomobaseaequaodeSouders eBrown(pg 81)

5,0

G

GLSBAf CV

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ClculodasDimensesBsicasdeumaTorredePratosCorrelao de Fair para o CSB de inundao

+conservativo

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ClculodasDimensesBsicasdeumaTorredePratos

Clculo da rea de Passagem do Gs Mtodo de Fair

SF =fatordosistemaFinundao =fatordeinundaoVaf =velocidadesuperficialdovaporemrelaoarealivre

5,02,0

20

G

GLSBAF CV

inundao

gs

FSVCFS

AfFAF

realivre

AT=Af +Ad === Dimetro datorre

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ClculodareaAtivaMnima Critrio daGlitsch

inundaoafam FC

FPLGPMVLOADA 13000/)()( naqual:

Caf =Caf0Fsistema Caf0 Figura 3.7 Fsistema Tabela3.1(pg 85)

Finundao =usualmente80%

ProjetopreliminarsegundoManualdaGlitsch(1974)

FPL(in) =9DT/NPASSE

5,0

GLG

gsCFSVLOAD

EstimativapreliminardeDT Figura 3.6

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inundaoaftm FC

VLOADA78,0

naqualAtm areamnimadatorre:

Atm =Aam+2Adm

Arredondarparaos100mmsuperioresou0,5ft

5,0

2min

TT

AD

Maiorvalor

DT comercial

ClculodareadaTorreMnima Critrio daGlitsch

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inundaoaftm FC

VLOADA78,0

naqualAtm areamnimadatorre:

Atm =Aam+2Adm

Arredondarparaos100mmsuperioresou0,5ft

5,0

2min

TT

AD

Maiorvalor

DT comercial

ClculodareadaTorreMnima Critrio daGlitsch

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ClculodareadoDowncomerMnima

VDdsg =250Fsistema

VDdsg =41(L G)0,5 Fsistema

VDdsg =7,5[TS(L G)]0,5Fsistema

Menorvalor

inundaodsgdm FVD

GPMA)(

Tabela 3.7

TS=inL,v =lb/ft3

VDdsg=gal/(minft2)

Adm=ft2

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Verificaodareadodowncomer

MenorvalorSeAdm 0,11Aam OK

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Clculo da Altura da Seo dos Pratos

Nmero de estgios tericos Eficincia de Prato: Varia de acordo com a relao L/V. Valores tpicos

entre 50 e 75%

Espaamentos Tpicos entre pratos (TS): 12, 16, 24, 36 e 48

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ClculodasDimensesBsicasdeumaTorredePratos Clculo da Altura da Seo dos Pratos

Produto 1

Produto 2

Produto 3

Produto 4

25

6

11

12

19

13

22

2632

1

EstgiosTericos PratosReais

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Obteno das Propriedades Fsicas e Vazes dos Fluidos

VAZAO MASSICA VAZAO VOL. T,P VAZAO VOL. STD. LIQEST. LIQUIDO VAPOR LIQUIDO VAPOR LIQUIDO VAPOR

KG/H M3/H M3/H 1 26135.79 1352.98 38.42 509.31 37.02 2.30 2 34996.13 37627.93 53.73 8672.48 47.04 53.60 3 37386.75 46488.65 57.87 9717.35 49.36 63.63 4 37410.11 48879.72 57.92 9813.14 48.73 65.95 5 102461.44 48903.36 157.77 9598.60 131.39 65.32 6 51403.17 69663.17 79.23 12980.05 65.20 91.72 7 51832.55 72018.92 79.45 12958.73 64.53 93.29 8 52156.47 72448.23 79.67 12677.12 64.06 92.62 9 51409.82 72772.39 78.39 12458.10 62.55 92.15

10 47269.51 72026.63 71.95 12156.09 57.05 90.64 11 85975.33 67885.99 129.75 11503.14 102.38 85.14 12 16818.48 75668.22 25.30 12547.14 19.75 94.06 13 8487.37 57929.31 12.50 10287.73 9.55 71.82

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L T S

4 0 0 m m

D d

D T

F (D B v)

F (D B v)

H D

3 0 0 m m

ClculodasDimensesBsicas TorresdePratoseRecheios

Clculo da Altura da Seo de Topo

LTS

TS (900 mm)

400 mm

ESQUEMA A

LTS

ESQUEMA B

300 m m

1.200 m m

400 m m

Refluxo sub-resfriado(padro)

Refluxo sub-resfriado(arraste mnimo)

Refluxo saturado(arraste mnimo)

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Db

300 mm mnimo

TS + 150 mmDb + 300 mm

(450 mm mnimo)

HLL

LLL

LTI 150 mm mnimo

VER DETALHE A

huD + 25 mm

DETALHE A: PANELA DE SELAGEM

huD + 25 mm

huD

Clculo da Altura da Seo de Fundo

ClculodasDimensesBsicas TorresdePratoseRecheios

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TorresdeRecheios

ProjetoPreliminar

1. Escolhadorecheio2. DeterminaodoDimetro3. DeterminaodoCoeficientedeTM4. AvaliaodaQuedadePresso5. DimensionamentodosInternos

Associados

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TiposdeRecheios Recheio Randmico

Vantagens: fcilinstalaoemtorrespequenas maiorresistnciaaodepsito preomenorparagrandesvolumes melhorp/altapresso

Desvantagens: customaiorqueospratosdealtacapacidade eficinciamenorqueoestruturado

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TiposdeRecheios Recheio Estruturado Vantagens:

altacapacidadep/pequenoX Ppequeno baixoarraste sistemascomespuma altaeficinciavolumtrica

Desvantagens: baixacapacidadep/grandeX sensvelaodepsito altocustovolumtrico baixaresistnciaacorroso problemasaltapresso

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OutrosInternosdeTorresdeRecheios Grade Suporte

Limitadores de Leito

Distribuidores de Lquido

Coletores de Lquido

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AlturaMximasemRedistribuio

6 D 12 D ou 10 m

Anis de Raschig Anis Pall

Selas de Berl Hy-Pak

Sela Intalox cermicas IMTP

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ClculodasDimensesBsicasdeumaTorredeRecheios Clculo do Dimetro Critrio do Afastamento da Inundao

CorrelaoGeneralizadaGPDCSherwood,LevaeEckert SLE

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ClculodasDimensesBsicasdeumaTorredeRecheios Clculo da Altura Critrio do HETP

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InternosdeTorres PratoseRecheiosAutor:JorgeN.Caldas,AntnioI.Lacerda,EduardoVelosoeLuizC.M.PaschoalEditoraIntercincia

ManuaisdaKochGlitsch

ManuaisdaSulzerChemtechLtd.

MaterialdeReferncia

Documents

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