MANUAL DA TORRE ARREFECIMENTO

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1 MANUAL DA TORRE ARREFECIMENTO Novembro de 2011

2 Índice 1. Regras básicas na realização da experiência Objectivos das experiências Descrição do equipamento Torre Pulverizadores de água Ventiladores de insuflação de ar Dispositivos de regulação de caudal de ar Bomba circuladora de água Resistências de aquecimento de água Quadro eléctrico e de controlo Sistema de aquisição de dados Medição de temperaturas da água Medição do caudal da água Medição do caudal do ar Medição de temperatura e humidade do ar Índice de Figuras FIGURA 1 - VISTA GERAL TORRE ARREFECIMENTO FIGURA 2 - TOPO DA TORRE DE ARREFECIMENTO FIGURA 3 - VENTILADORES DE INSUFLAÇÃO DE AR FIGURA 4 - REGULADORES DE CAUDAL FIGURA 5 - CONTADOR VOLUMÉTRICO ÁGUA FIGURA 6 - MULTIFUNÇÃO KIMO

3 1. Regras básicas na realização da experiência 1. Antes de iniciar qualquer trabalho no laboratório, deve ler as instruções fornecidas para cada aparelho. 2. Não deverá realizar a experiência sozinho. 3. Antes de iniciar o funcionamento da instalação deverá tomar conhecimento do modo de paragem em caso de emergência. 4. A Torre de só deverá funcionar se o depósito inferior e estiver abastecido de água. 5. Só deverão ser ligadas as resistências eléctricas de aquecimento da água depois de todo o circuito estar purgado (todas as tubagens cheias com água). 6. Só deverão ser ligados os ventiladores se estiverem instaladas as condutas de ar. 7. A Torre de arrefecimento deverá ser colocada em funcionamento preferencialmente no exterior, de modo a evitar condensações nas paredes. 8. Ao trabalhar no ajuste de componentes da torre de arrefecimento esta deve-se encontrar sempre sem tensão eléctrica. 9. Antes de executar as medições experimentais, deve saber exactamente quais os resultados experimentais que lhe interessam para realizar os trabalhos, e como os vai obter. 10. Deverá ser cuidadoso doso quando utiliza a torre de arrefecimento. 11. Utilize a torre de arrefecimento única e exclusivamente para o fim a que se destina. 12. Não exceda as condições máximas mas de operação da torre de arrefecimento especificadas nos catálogos: temperatura, pressão, velocidade, etc. 13. Se verificar algo de anormal na utilização da torre de arrefecimento, não hesite em comunicar ao supervisor do laboratório. 14. Certifique-se que desligou a torre de arrefecimento da fonte de tensão quando acabou o seu trabalho. 2

4 2. Objectivos das experiências Determinação da massa de água evaporada através do balanço mássico e comparação com o valor medido. Determinação da capacidade térmica da torre. Determinação do desempenho da torre para diferentes caudais de ar. Determinação do desempenho da torre para diferentes temperaturas de bolbo húmido do ar. 3

5 3. Descrição do equipamento O equipamento é constituído pelos seguintes componentes: Torre arrefecimento Pulverizadores de água Ventiladores de Insuflação de ar Dispositivos de regulação de caudal de ar Bomba de circulação de água Resistências de aquecimento de água Quadro Eléctrico e de controlo Sistemas de medição e aquisição de dados Figura 1 - Vista Geral Torre 4

6 3.1. Torre A torre de arrefecimento do ISEP, com base em torres de arrefecimento já existentes no mercado. Contudo, grande parte das torres de arrefecimento espalhadas pelas empresas portuguesas aumentam a área de transferência de calor entre a água e o ar à custa de um miolo de favos, enquanto que nesta torre se pulveriza a água para o mesmo efeito. A construção é em chapa galvanizada e em painéis de chapa termolacada tipo sandwich, sendo a parede posterior em acrílico para permitir a visualização da queda das gostas de água. A torre de arrefecimento, assim como os vasos de aquecimento de água, dispõem de rodízios com travão para fácil movimentação da instalação Pulverizadores de água A água é aspergida na parte superior da torre, acumula-se no fundo da torre de onde é novamente bombeada para os pulverizadores em cima, logo o fluxo é descendente. A pulverização da água é feita por uma estrutura colocada no topo da torre com um total de 54 pulverizadores, como podemos ver na figura seguinte. O ar é insuflado dentro da torre pela parte inferior (ventiladores), fluxo ascendente. A troca de calor entre os dois fluidos é feita em contra corrente. 5

7 Figura 2 - Topo da torre de arrefecimento 3.3. Ventiladores de insuflação de ar Para a insuflação do ar são utilizados 2 ventiladores axiais com as seguintes características: Marca: DUTCHI Modelo: DMA1-71 K4 Índice de Protecção: IP55 Desfasamento: Cosφ=0,67 Velocidade de rotação: 1715rpm Potência nominal: 300W Frequência: 50Hz Corrente Nominal: 0,94A 6

8 Figura 3 - Ventiladores de insuflação de ar 3.4. Dispositivos de regulação de caudal de ar Na entrada dos ventiladores existem 2 condutas circulares equipadas com reguladores de caudal que permitem variar a quantidade de ar que atravessa a torre de arrefecimento. 7

9 Figura 4 - Reguladores de caudal 3.5. Bomba circuladora de água Para existir circulação da água na torre de arrefecimento é necessário a existência impulsor, na nossa torre é usada uma bomba de drenagem submersível construída em aço AISI304, com as seguintes características: Marca: EFAFLU Modelo: E-SDB Tipo: E-SDB Zero 8

10 3.6. Resistências de aquecimento de água Para simularmos um processo a água é aquecida através de resistências eléctricas, cuja potência máxima é de 3840 W. Essas resistências estão no interior dos dois depósitos verdes, que se vêem no lado esquerdo da Figura Quadro eléctrico e de controlo Na torre de arrefecimento está instalado um quadro eléctrico e de controlo, que permite efectuar o comando e protecção dos ventiladores, bomba e resistências eléctricas Sistema de aquisição de dados Medição de temperaturas da água Para a aquisição dos dados da temperatura é utilizado um DATA LOGGER com as seguintes características: Marca: DELTA-T T Devices Modelo: DL2e Data Logger Este equipamento permite adquirir até um máximo de 64 sinais de vários tipos de sondas diferentes Medição do caudal da água A medição do caudal da água é efectua através de um contador volumétrico com as seguintes características: diâmetro DN (mm): 15 Vazão mín. de fábrica (m³/h): 0,002 Vazão mín. aprovado Qmin.( m³/h): 0,015 Vazão nominal Qn (m³/h): 1,0 Vazão máx. aprovado ado Qmax.( m³/h) : 2 9

11 Figura 5 - Contador volumétrico água Medição do caudal do ar O caudal de ar é medido pelo equipamento multifunção da KIMO AMI

12 Figura 6 - Multifunção KIMO Medição de temperatura e humidade do ar A temperatura e humidade do ar são medidas com o mesmo equipamento da KIMO, mas com a utilização de uma sonda de temperatura/humidade. 11