Instalações Térmicas 3º ano 6º semestre Aula 7
Aula 7: Cálculo e queimaores Prática
Tópicos Queimaor o tipo injector Queimaor e uas vias Queimaor Turbulento Queimaor e baixa pressão Queimaor compacto 3
Problema 7.1 Dimensionar um queimaor o tipo injector que funciona comum caual e 500 m 3 /h e um combustível gasoso com o poer calorífico e 6650 kj/m 3. Determinar também a pressão necessária o gás à entraa o queimaor.
Problema 7.1 Resolução (I) Teno o consumo e combustível, o poer calorífico inferior o combustível a fórmula e cálculo a carga térmica é: h q BQi 0, 78 f One: B é o fluxo volumétrico e combustível em m 3 /h Q i é o poer calorífico inferior o combustível f q é a área a secção transversal o bico o queimaor cm q Com o auxilio a Tabela 6. testa-se os queimaores paronizaos 5 até conseguir-se uma carga térmica parâmetros 8160 e 11650 W/cm h q que esteja entro os
Problema 7.1 Resolução (II) Dimensões básicas o injector (mm) (Tabela6.) q D D 1 1 t (") L L 1 q D D 1 1 t (") L L 1 85 170 15 75 3/8 1035 00 15 10 300 150 3/ 5 80 75 190 15 75 3/8 115 00 178 70 350 00 1 85 350 86 0 00 100 1/ 1360 30 05 90 350 50 1 915 350 100 60 00 100 1/ 1530 30 35 510 350 50 1 390 350 116 300 50 15 1/ 170 50 70 510 50 300 1 3695 60 13 350 300 150 3/ 000 80 - - - - - - - Para = 85 mm = 8,5 cm 6 h q B Pci 500 6650 0,78 0,78 1689,5 W / cm 3,1 8,5 hq não se encontra no intervalo e 8160 a 11650 W/cm, portanto, escarta-se
Problema 7.1 Resolução (III) Para = 75 mm = 7,5 cm h q B Pci 500 6650 0,78 0,78 093,00 W / cm 3,1 7,5 hq não se encontra no intervalo e 8160 a 11650 W/cm, portanto, escarta-se Para = 100 mm = 10,0 cm h q B Pci 500 6650 0,78 0,78 11769,19 W / cm 3,1 10 7 hq não se encontra no intervalo e 8160 a 11650 W/cm, portanto, escarta-se
Problema 7.1 Resolução (IV) Para = 116 mm = 11,6 cm h q B Pci 500 6650 0,78 0,78 876,3W / cm 3,1 11,6 hq se encontra no intervalo e 8160 a 11650 W/cm, portanto, aceita-se Pelo monograma (Tabela 6.1) retira-se a pressão necessária na conuta e gás: 8
Problema 7.1 Resolução (V) 9 Proutiviae = 500 m 3 /h; A curva é a 1 (6650 kj/m 3 ); A pressão corresponente é 17 kn/m.
Problema 7. Dimensionar um queimaor e uas vias que funciona com um caual e 300 m 3 /h e um combustível gasoso com o poer calorífico e 8380 kj/m 3, sabeno que a velociae na boca o mesmo é e 50 m/s. 10
Problema 7. Resolução (I) O iâmetro calcula-se a relação: A B v B v B v 300/ 3600 50 0,06 m 6 mm Verifica-se se o iâmetro é normalizao na tabela que se segue: 11
Problema 7. Resolução (II) Verifica-se se o iâmetro é normalizao na tabela. 1 Portanto, o iâmetro normalizao na tabela é e 8 mm. Sempre se escolhe o iâmetro maior, para compensar as peras.
Problema 7. Resolução (III) Das relações a tebela abaixo, calcula-se o iâmetro a, teno em conta o poer calorífico inferior. Mistura e gás com PCI = 3771 5666 kj/m 3 1,1 Mistura e gás com PCI = 5666 8380 kj/m 3 1,9 Gás e coque 7 Gás natural 1 fa/fc = 1,9 13 f f a c a c 1,9 1,9 a 1,9 c 66,16 mm
Problema 7.3 Dimensionar um queimaor turbulento que funciona com um caual e 50 m 3 /h e um combustível gasoso com o poer calorífico e 8380 kj/m 3, sabeno que a velociae na boca o mesmo é e 30 m/s. 1
Problema 7.3 Resolução (I) Com um PCI o combustível conhecio e o fluxo o combustível B m 3 /h por queimaor, a carga térmica o queimaor etermina-se pela seguinte expressão: Q B PCI Q 50 8380 095000 kj / h 500,38x10 3 kcal / h Com este valor e a velociae e 30 m/s, no monograma lê-se o valor o iâmetro D= 100 mm. 15
Problema 7.3 Resolução (II) 16 Monograma para seleccionar queimaores turbulentos Na tabela que se segue, seleciona-se o iâmetro a, teno em conta a faixa e poer calorifico. D=100, g = 100, a = 15
Dimensões em (mm) e queimaores turbulentos (Tabela 6.6) 17 D g a B C E 1 3 a Para PCI = 3770-5870 kj/m 3 50 65 65 115 10,5 375 50 0 3 13 60 75 75 15 13,5 05 60 8 0 15 75 100 100 155 155 90 75 60 50 19 100 15 15 185 183,5 570 100 80 68 5 15 150 150 10 13 65 15 100 85 31 150 00 00 60 55 770 150 10 100 38 00 50 50 310 31 910 00 160 135 50 Para PCI = 5870-900 kj/m 3 50 50 65 110,5 10,5 365 8 0 35 13 60 65 75 10 13,5 395 57 8 15 75 75 100 10,5 155 50 71 60 53 19 100 100 15 170,5 183,5 50 95 80 70 5 15 15 150 00,5 13 615 119 100 88 31 150 150 00 35 55 715 1 10 105 38 00 00 50 85 31 855 190 160 10 50
Problema 7. Calcular o iâmetro a saía e combustível e o ar e um queimaor e baixa pressão que funciona com um combustível líquio com a seguinte composição aa em massa seca: Carbono 0%, Hirogénio 15%, Nitrogénio 7%, Oxigénio 6%, Enxofre 7%, Cinzas 5%, Humiae 7%, com um coeficiente e excesso e ar e α = 1,1. Sabeno aina que o consumo e combustível é e 00 kg/h e que este é injectao a pressão e 3 kn/m, tem a massa específica 950 kg/m 3 e o seu coeficiente e vazão é e 0,. O coeficiente e vazão o ar é e 0,7, este tem a massa específica 1,9 kg/m 3 e é insuflao a pressão e 8 kn/m. 18
Problema 7. formulas para cálculo as secções O cálculo que se faz nestes queimaores consiste em eterminar as secções transversal as secções e saía o ar e o combustível. Para o combustível tem-se: f c A b ( c pc c ) mm (6.5) One: A é um coeficiente que é igual a 195,65 se p for meio em N/m b é o fluxo e combustível em kg/h p c é a pressão o combustível em N/m 19 μ c é o coeficiente e vazão o combustível ρ c é a massa específica em kg/m 3 (950-960)
Para o ar tem-se: f a A V a ( a pa a ) mm One: A é um coeficiente que é igual a 618,75 se p for meio em N/m V a é o fluxo e ar em m 3 /h p a é a pressão o ar na saía N/m μ c é o coeficiente e vazão o ar 0,7 0,8 ρ a é a massa específica o ar em kg/m 3 0
Problema 7. Resolução (I) A massa e trabalho o combustível calcula-se e: C t C 100 W 100 t 37,% H t H 100 W 100 t 13,95% N t N 100 W 100 t 6,51% O t O 100 W 100 t,18% S t S 100 W 100 t 6,51% 1 A t A 100 W 100 t,65% W t 7,0%
Problema 7. Resolução (II) Cálculo o volume teórico e ar. t t t t V 0,0889( C 0,375 S ) 0, 69 H 0,0336 O 6, 16 0 ar 3 mn kg Cálculo a secção transversal e saía o combustível. f c c A B P c c 195,65 0, 300 00 950 115,87 mm Cálculo o iâmetro e saía o combustível. f c f c 115,87 1,1 mm
Problema 7. Resolução (III) Cálculo a secção transversal e saía o ar. f a, A Va P ar ar ar 618,75 6,16 1,1 181,87 0,7 8000 1, 9 mm One: 0 V a V ar Portanto, o iâmetro e saía e ar é e: f a a f a 181,87 15,05 mm 3
Problema 7.5 Escolher um queimaor compacto para uma fornalha que funciona com um combustível gasoso (gás natural) com o Poer Calorífico Inferior e 35,8 MJ/m 3 N sabeno aina que a pressão na conuta e alimentação e gás é e 60 mbar, a contrapressão entro a fornalha e 16 mbar, a potência a fornalha é e 5500 kw e o seu renimento térmico e 90%. Fazer também a seleção a válvula e gás.
Problema 7.5 Resolução (I) Calcula-se a capaciae o queimaor e: C queim P kw (6.6) f C queim - Capaciae o queimaor [kw] P - Capaciae a fornalha [kw] η t Renimento térmico a fornalha 5 Cqueim 5500 0,9 6111,11 kw
Problema 7.5 Resolução (II) Consumo e combustível o queimaor a combustível gasoso. One: B comb C queim Q B comb - Fluxo e gás necessário [m 3 N/h] C queim - Capaciae o queimaor [kw] Q i - Poer calorífico o gás [MJ/m 3 N]. i 3,6 3 mn h (6.7) B comb 6111,11 3,6 35,8 61,5 3 mn h 6
Problema 7.5 Resolução (III) Figura 6.5 Gráficos e capaciae/contrapressão para queimaores à gás 7
Problema 7.5 Resolução (IV) 8 Usa-se a Tabela 6.1 e seleção e válvula e gás, para escolher uma válvula suficientemente grane. Observe-se que os valores apresentaos na tabela e seleção são aplicáveis quano a contrapressão a fornalha é e 0 mbar. Ou seja, o tamanho a válvula epenerá o valor obtio ao subtrair-se o valor e contrapressão a caleira o valor a pressão e entraa e gás. Quano o valor a pressão e entraa e gás for e 60 mbar, a contrapressão a fornalha e 16 mbar, a capaciae requeria o queimaor e 6111 kw, então a pressão efectiva é e 60 mbar - 16 mbar = mbar.
Problema 7.5 Resolução (V) Tabela 6.1 Tabela e seleção e válvula e gás - QUEIMADORES SÉRIE 00...700 9 QUEIMADOR VÁLVULA DE GÁS CAPACIDADE MÁX. DO QUEIMADOR kw *) PRESSÃO NA ENTRADA DO GÁS mbar TIPO **) 0 30 50 100 150 BOCAL DA CHAMA TAMANHO DN GP/GKP/GRP-00 M-I 50 DMV-D 60 300 390 370 65 DMV 630 3390 790 5000 370 80 DMV 3050 3730 80 5000 5000 370 100 DMV 3810 670 5000 5000 5000 370 15 DMV 780 5000 5000 5000 5000 370 GP/GKP/GRP-500 M 65 DMV 3390 790 5870 370 80 DMV 3050 3730 80 6070 6070 370 100 DMV 3810 670 6070 6070 6070 370 15 DMV 780 5860 6070 6070 6070 370 GP/GKP/GRP-600 M 65 DMV 330 850 590 395 80 DMV 3110 3810 900 6750 6750 395 100 DMV 3900 780 6170 6750 6750 395 15 DMV 960 6080 6750 6750 6750 395 GP/GKP/GRP-700 M 80 DMV 3810 90 6960 800 395 100 DMV 3900 780 6170 800 800 395 15 DMV 960 6080 780 800 800 395