MANUAL TORRE DE ARREFECIMENTO

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1 MANUAL TORRE DE ARREFECIMENTO Outubro de 2016

2 Índice 1. Introdução Regras de segurança gerais de utilização do LAVAC Regras de segurança específicas na utilização da instalação experimental Obrigatoriedades na utilização da instalação experimental Perigos na utilização da instalação experimental Procedimentos experimentais Experiência nº Objetivos da experiência Descrição da instalação Lista da instrumentação Anexos Lista de Figuras Figura 1 Vista geral Torre de... 8 Figura 2 Topo da torre de arrefecimento Figura 3 Ventiladores de insuflação de ar Figura 4 Reguladores de caudal Manual_TA_v01_ Página 2 de 17

3 1. Introdução A Instalação da Torre de foi construída no laboratório AVAC, tendo como principais vetores orientadores, a realização de ensaios de determinação de eficiência de torres de arrefecimento. Manual_TA_v01_ Página 3 de 17

4 2. Regras de segurança gerais de utilização do LAVAC a) Não é permitida a entrada de alimentos e outros objetos impróprios na EA; b) Não é permitido o registo de imagem ou áudio sem autorização prévia do Diretor da EA; c) É obrigatória a utilização do equipamento de proteção padrão, de acordo com o indicado na tabela 2 do anexo I do Regulamento das Estruturas de Apoio do Departamento de Engenharia Mecânica; d) É obrigatória a utilização do equipamento de proteção adicional requerido por determinados equipamentos, de acordo com o indicado no respetivo procedimento e na sinalética do equipamento; e) Não é permitido o uso de determinado vestuário e outros adereços que ponham em risco a integridade física dos utilizadores ou a de terceiros, de acordo com o indicado na tabela 3 do anexo I do Regulamento das Estruturas de Apoio do Departamento de Engenharia Mecânica; f) É obrigatório o cumprimento das proibições adicionais aplicadas a determinados equipamentos, de acordo com o indicado no respetivo procedimento; g) É obrigatória a leitura dos procedimentos dos equipamentos antes da execução dos respetivos trabalhos; h) É obrigatório respeitar a sinalização de segurança afixada junto ao espaço de trabalho; i) É obrigatório respeitar as áreas de segurança delimitadas e manter livres os locais de passagem; j) Todos os meios disponíveis devem ser usados corretamente, e mantidos limpos e organizados após a sua utilização; k) Todas as anomalias detetadas devem ser imediatamente reportadas ao Docente e/ou Pessoal Técnico da EA; l) Podem ser impostas restrições de acesso a utilizadores que não cumpram estas regras. Manual_TA_v01_ Página 4 de 17

5 3. Regras de segurança específicas na utilização da instalação experimental Antes de iniciar qualquer trabalho no laboratório, deve ler as instruções fornecidas para cada aparelho. Não deverá realizar a experiência sozinho. Antes de iniciar o funcionamento da instalação deverá tomar conhecimento do modo de paragem em caso de emergência. A Torre de só deverá funcionar se o depósito inferior e estiver abastecido de água. Só deverão ser ligadas as resistências elétricas de aquecimento da água depois de todo o circuito estar purgado (todas as tubagens cheias com água). Só deverão ser ligados os ventiladores se estiverem instaladas as condutas de ar. A Torre de arrefecimento deverá ser colocada em funcionamento preferencialmente no exterior, de modo a evitar condensações nas paredes. Ao trabalhar no ajuste de componentes da torre de arrefecimento esta deve-se encontrar sempre sem tensão elétrica. Antes de executar as medições experimentais, deve saber exatamente quais os resultados experimentais que lhe interessam para realizar os trabalhos, e como os vai obter. Deverá ser cuidadoso quando utiliza a torre de arrefecimento. Utilize a torre de arrefecimento única e exclusivamente para o fim a que se destina. Não exceda as condições máximas de operação da torre de arrefecimento especificadas nos catálogos: temperatura, pressão, velocidade, etc. Se verificar algo de anormal na utilização da torre de arrefecimento, não hesite em comunicar ao supervisor do laboratório. Certifique-se que desligou a torre de arrefecimento da fonte de tensão quando acabou o seu trabalho. Manual_TA_v01_ Página 5 de 17

6 3.1. Obrigatoriedades na utilização da instalação experimental Obrigatório o uso de bata; Obrigatório desligar a alimentação elétrica no final do procedimento experimental Perigos na utilização da instalação experimental Manual_TA_v01_ Página 6 de 17

7 4. Procedimentos experimentais 4.1. Experiência nº Objetivos da experiência 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 Descrição da instalação 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 Elétrico e de controlo Sistemas de medição e aquisição de dados Manual_TA_v01_ Página 7 de 17

8 Figura 1 Vista geral Torre de Torre de 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 Termo lacada 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, dispõe 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. Manual_TA_v01_ Página 8 de 17

9 Figura 2 Topo da torre de arrefecimento 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 Proteção: IP55 Desfasamento: Cosφ=0,67 Velocidade de rotação: 1715rpm Potência nominal: 300W Frequência: 50Hz Corrente Nominal: 0,94A Manual_TA_v01_ Página 9 de 17

10 Figura 3 Ventiladores de insuflação de ar 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. Figura 4 Reguladores de caudal Bomba circuladora de água Manual_TA_v01_ Página 10 de 17

11 Para existir circulação da água na torre de arrefecimento é necessário a existência de um impulsor, na 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 Resistências de aquecimento da água Para simularmos um processo a água é aquecida através de resistências elétricas, cuja potência máxima é de 3840 W. Essas resistências estão no interior dos dois depósitos verdes, que se veem no lado esquerdo da Figura Quadro elétrico e de controlo Na torre de arrefecimento está instalado um quadro elétrico e de controlo, que permite efetuar o comando e proteção dos ventiladores, bomba e resistências elétricas Sistema de aquisição de dados Lista da instrumentação Medição de temperaturas da água. Para a aquisição dos dados da temperatura é utilizado um DATA LOGGER com as seguintes características: Marca: DELTA-T Devices Modelo: DL2e Data Logger Este equipamento permite adquirir até um máximo de 64 sinais de vários tipos de sondas diferentes. Manual_TA_v01_ Página 11 de 17

12 Medição do caudal da água A medição do caudal da água é efetuada 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 Qmax.( m³/h) : Medição do caudal do ar O caudal de ar é medido pelo equipamento multifunção da KIMO AMI 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. Manual_TA_v01_ Página 12 de 17

13 Anexos Ficha técnica AMI301 Manual_TA_v01_ Página 13 de 17

14 Manual_TA_v01_ Página 14 de 17