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Título: Projeto de um economizador pós bomba d`água para caldeiras de pequeno e médio porte
Título(s) alternativo(s): Design of a post-water pump economizer for small and médium sized boilers
Autor(es): Comin, Daniel
Orientador(es): Martinelli Júnior, Luiz Carlos
Palavras-chave: Calor - Transmissão
Meios de transferência de calor
Caldeiras a vapor
Energia elétrica - Consumo
Heat - Transmission
Heat-transfer media
Steam-boilers
Electric power consumption
Data do documento: 17-Nov-2017
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Pato Branco
Citação: COMIN, Daniel. Projeto de um economizador pós bomba d`água para caldeiras de pequeno e médio porte. 2017. 84 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2017.
Resumo: A busca pelo consumo eficiente das fontes energéticas tem se tornado cada vez mais uma preocupação mundial, uma vez que estas encontram-se cada vez mais escassas. A energia térmica é umas destas fontes e é amplamente utilizada em unidades geradoras de vapor através do processo de combustão de diversos combustíveis. O não aproveitamento da energia térmica ainda presente nos gases de combustão representa a maior parcela das perdas em caldeiras. Economizadores são basicamente constituídos de superfícies tubulares de transferência de calor com a finalidade de recuperar parte desta energia dos gases, após sua passagem pelos estágios finais da caldeira. No entanto, devido a elevados custos capitais, a sua utilização é geralmente empregada em unidades geradoras de vapor de grande porte. Neste trabalho foi desenvolvido um economizador para caldeiras de pequeno e médio porte, possuindo como diferencial a sua instalação após a bomba d`água, eliminando restrições de temperatura da água de entrada do equipamento. Para isto, tomou-se como base uma caldeira com capacidade de produção de vapor de 1500 kg/h, instalada em uma recapadora de pneus. Em seguida, determinou-se o tipo de trocador de calor adequado sendo que para a escolha do material dos tubos respeitou-se o exposto por Michael F. Ashby. Para o dimensionamento térmico foi utilizada a metodologia proposta por Incropera et al., (2008) e Çengel, (2009) o qual objetivou a determinação da área de troca térmica do equipamento. Os resultados apontaram a inviabilidade deste projeto devido ao baixo ganho térmico da água de alimentação, apenas 19,5 oC, em comparação ao elevado comprimento dos tubos do trocador de calor, 32,33 metros, em uma configuração de 50 tubos verticais. Propõe-se para trabalhos futuros estudos de viabilidade da implementação do equipamento em caldeiras que ainda estejam dentro das especificações deste trabalho, porém de maior capacidade e a utilização de tubos aletados afim de aumentar o coeficiente convectivo do lado do gás.
Abstract: The search for efficient consumption of the energy sources has become increasingly a global concern, since these are even more scarce. The thermal energy is one of these sources and it is widely used in steam generating units through the combustion process of different fuels. The largest share of losses in boilers is the not taking advantage of the thermal energy still present in the flue gases. Economizers are basically composed of tubular heat transfer surfaces with the aim of recovering share of this energy from the gases after their passage through the final stages of the boiler. However, due to the high capital costs, its use is generally employed in large steam generating units. In this work was developed an economizer for small and medium sized boilers, it having as a differential its installation after the water pump, eliminating temperature restrictions of incoming water from the equipment. For this purpose, it was used as a base a boiler with a steam production capacity of 1500 kg / h, installed in a tire harvester.Thereafter, the type of suitable heat exchanger was determined and the choice of pipe material was as set forth by Michael F. Ashby. For the thermal sizing was used the methodology proposed by Incropera et al. (2008) and Cengel (2009) which aimed to determine the thermal exchange area of the equipment. The results pointed out the unviability of this project due to the low thermal gain of the feed water, only 19,5 ºC, in comparison to the high length of the heat exchanger tubes, 32.33 meters, in a configuration of 50 vertical tubes.It is proposed for future Works, unviability studies of the implementation of the equipment in boilers that are still within the specifications of this work, however of greater capacity and the use of finned tubes in order to increase the convective coefficient on the side of the gas.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/15208
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