Trabaho Projeto e Seleção de Equipamentos caldeiras e Torre de Resfriamento

VTF 440 a 1370 CARACTERÍSTICAS Aplicação Estrutura Bacia Ventilação Distribuição Enchimento Eliminador Autoportante em Fibra de Vidro com Aço ou Pultrudado com Deck Cônico Concreto Induzida Pressão ou Gravidade Grade ou Filme ou Respingo Polipropileno ou PVC Tamanho Médio Porte Modulares de 440 a 1370 m² por célula ESPECIFICAÇÕES TÉCNICAS Enchimento tipo Grade fabricado em polipropileno PP com alta resistência mecânica permitindo lavagem com água sob pressão Enchimento tipo Filme fabricado com lâminas de PVC autoextinguível termoformadas utilizado para água limpa Enchimento de Respingo tipo BT Barra Triangular e tipo BR Barra Retangular fabricados em PVC autoextinguível suportados por telas de fibra de vidro utilizados para águas sujas ou sem tratamento Eliminador de Gotas tipo EG35 fabricado em PP e tipo EG36 fabricado em PVC autoextinguível ambos com tecnologia exclusiva alta eficiência e resistência mecânica minimizando as perdas de água por arraste permitindo lavagem com água sob pressão Ventilador fabricado com pás de alumínio ou fibra de vidro Acionamento mecânico por redutor Chassi fabricado em aço carbono com pintura epóxi ou inox Tela de proteção fabricada em aço carbono com pintura epóxi ou inox Bico de distribuição tipo TP1 fabricado em ABS com tecnologia exclusiva dispositivo turbulenciador e base piramidal com jato cheio de água Bico de distribuição tipo GNV fabricado em PP com tecnologia exclusiva distribuindo a água uniformemente sobre a superfície wwwvettorcombr vettorvettorcombr 55 11 44090310 VTF 440 a 1370 DESENHO DIMENSIONAL CONEXÃO DE ENTRADA VENTILADOR PORTA DE INSPEÇÃO DET A H ESCADA MARINHEIRO E PLATAFORMA DE ACESSO ACIONAMENTO MECÂNICO MANÔMETRO B ACESSO À ESCADA MARINHEIRO PAINEL DE FECHAMENTO CHUMBADOR EXPANSIVO BACIA DE CONCRETO DETALHE A DETALHE A ESCADA CHUMBADOR BACIA Torre Modelo Diâmetro do Ventilador mm Vazão Média m³h Dimensões Básicas mm Conexões de Entrada pol Peso em Operação kg Volume da Bacia m³ L C H VTF 440 VTF 520 VTF 660 VTF 760 VTF 860 VTF 980 VTF 1100 VTF 1100 VTF 1230 VTF 1370 4267 4267 4877 4877 5486 5486 6096 6096 6096 6700 660 780 990 1140 1290 1470 1650 1650 1845 2055 6600 7200 8100 8700 9300 9900 10500 10500 11100 11700 6600 7200 8100 8700 9300 9900 10500 10500 11100 11700 6091 6423 6535 6936 7100 7496 7848 7848 8370 8640 12 12 14 14 14 16 16 16 2 x 12 2 x 14 17990 20892 25785 28989 32261 35578 38918 38918 42261 45584 6534 7776 9841 11353 12973 14701 16537 16537 18481 20533 Nota Os valores informados nesta tabela são orientativos e cada projeto deve ser dimensionado pela Vettor wwwvettorcombr vettorvettorcombr 55 11 44090310 in their Design Guides 98003 to 98007 1998 These guides give large clear plots of effectiveness versus NTU and are recommended for accurate work 193 OVERALL HEATTRANSFER COEFFICIENT Typical values of the overall heattransfer coefficient for various types of heat exchanger are given in Table 191 More extensive data can be found in the books by Green and Perry 2007 TEMA 1999 and Ludwig 2001 Figure 191 which is adapted from a similar nomograph given by Frank 1974 can be used to estimate the overall coefficient for tubular exchangers shell and tube The film coefficients given in Figure 191 include an allowance for fouling Table 191 Typical Overall Coefficients Shell and Tube Exchangers Hot Fluid Cold Fluid U Wm2C Heat exchangers Water Water 8001500 Organic solvents Organic solvents 100300 Light oils Light oils 100400 Heavy oils Heavy oils 50300 Gases Gases 1050 Coolers Organic solvents Water 250750 Light oils Water 350900 Heavy oils Water 60300 Gases Water 20300 Organic solvents Brine 150500 Water Brine 6001200 Gases Brine 15250 Heaters Steam Water 15004000 Steam Organic solvents 5001000 Steam Light oils 300900 Steam Heavy oils 60450 Steam Gases 30300 Dowtherm Heavy oils 50300 Dowtherm Gases 20200 Flue gas Steam 30100 Flue gas Hydrocarbon vapors 30100 Condensers Aqueous vapors Water 10001500 Organic vapors Water 7001000 Continued Table 191 Typical Overall Coefficientscontd Shell and Tube Exchangers Hot Fluid Cold Fluid U Wm2C Organics some noncondensables Water 500700 Vacuum condensers Water 200500 Vaporizers Steam Aqueous solutions 10001500 Steam Light organics 9001200 Steam Heavy organics 600900 AirCooled Exchangers Process Fluid U Wm2C Water 300450 Light organics 300700 Heavy organics 50150 Gases 510 bar 50100 1030 bar 100300 Condensing hydrocarbons 300600 Immersed Coils Coil Pool U Wm2C Natural circulation Steam Dilute aqueous solutions 5001000 Steam Light oils 200300 Steam Heavy oils 70150 Water Aqueous solutions 200500 Water Light oils 100150 Agitated Steam Dilute aqueous solutions 8001500 Steam Light oils 300500 Steam Heavy oils 200400 Water Aqueous solutions 400700 Water Light oils 200300 Jacketed Vessels Jacket Vessel U Wm2C Steam Dilute aqueous solutions 500700 Steam Light organics 250500 Water Dilute aqueous solutions 200500 Water Light organics 200300 Continued Table 191 Typical Overall Coefficientscontd GasketedPlate Exchangers Hot Fluid Cold Fluid U Wm2C Light organic Light organic 25005000 Light organic Viscous organic 250500 Viscous organic Viscous organic 100200 Light organic Process water 25003500 Viscous organic Process water 250500 Light organic Cooling water 20004500 Viscous organic Cooling water 250450 Condensing steam Light organic 25003500 Condensing steam Viscous organic 250500 Process water Process water 50007500 Process water Cooling water 50007000 Dilute aqueous solutions Cooling water 50007000 Condensing steam Process water 35004500 FIGURE 191 Overall coefficients join processside duty to service side and read U from center scale The values given in Table 191 and Figure 191 can be used for the preliminary sizing of equipment for process evaluation and as trial values for starting a detailed thermal design 194 FOULING FACTORS DIRT FACTORS Most process and service fluids will foul the heattransfer surfaces in an exchanger to a greater or lesser extent The deposited material will normally have a relatively low thermal conductivity and will reduce the overall coefficient It is therefore necessary to oversize an exchanger to allow for the reduction in performance during operation The effect of fouling is allowed for in design by including the inside and outside fouling coefficients in Equation 192 Fouling factors are usually quoted as heattransfer resistances rather than coefficients They are difficult to predict and are usually based on past experience Estimating fouling factors introduces a considerable uncertainty into exchanger design the value assumed for the fouling factor can overwhelm the accuracy of the predicted values of the other coefficients Fouling factors are often wrongly used as factors of safety in exchanger design Some work on the prediction of fouling factors has been done by HTRI see Taborek Aoki Ritter and Palen 1972 Fouling is the subject of books by Bott 1990 and GarrettPrice 1985 Typical values for the fouling coefficients and factors for common process and service fluids are given in Table 192 These values are for shell and tube exchangers with plain not finned tubes More extensive data on fouling factors are given in the TEMA standards 1999 and by Ludwig 2001 Table 192 Fouling Factors Coefficients Typical Values Fluid Coefficient Wm2C Factor Resistance m2CW River water 300012000 0000300001 Sea water 10003000 000100003 Cooling water towers 30006000 00003000017 Town water soft 30005000 0000300002 Town water hard 10002000 000100005 Steam condensate 15005000 00006700002 Steam oil free 400010000 0002500001 Steam oil traces 20005000 0000500002 Refrigerated brine 30005000 0000300002 Air and industrial gases 500010000 0000200001 Flue gases 20005000 0000500002 Organic vapors 5000 00002 Organic liquids 5000 00002 Light hydrocarbons 5000 00002 Heavy hydrocarbons 2000 00005 Boiling organics 2500 00004 Condensing organics 5000 00002 Heat transfer fluids 5000 00002 Aqueous salt solutions 30005000 0000300002 1 UNIVERSIDADE FEDERAL DOS VALES DO JEQUITINHONHA E MUCURI INSTITUTO DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA ENG201 OPERAÇÕES UNITÁRIAS II Avaliação 3 Caldeiras 10 pontos Avaliação 4 Torre de resfriamento 20 pontos Projeto e seleção de equipamentos Objetivo geral Dimensionar um trocador de calor do tipo placas paralelas com a vazão determinada de acordo com o critério fornecido Selecionar através de catálogos um trocador de calor comercial uma caldeira e uma torre de resfriamento adequados à execução do processo Ao final deve ser gerado um arquivo em pdf com identificação dos estudantes a apresentação do problema memorial de cálculo justificativas das escolhas do trocador de calor e caldeira comerciais e apêndice com o catálogo Esta atividade pode ser em duplas ou trios A entrega deverá ser realizada via email para joaosilveiraufvjmedubr por um dos integrantes colocando em cópia os outros integrantes Prazo de entrega até 02072024 às 23h59 2 Apresentação do problema No processo de produção de queijo existem algumas etapas de preparação do leite que antecedem o processo de coagulação conforme fluxograma a seguir Fonte Lira Hércules Silva Maria Vasconcelos Maria Lira Helio Lopez AnaMaria 2009 Microfiltração do soro de leite de búfala utilizando membranas cerâmicas como alternativa ao processo de pasteurização Ciência e Tecnologia De Alimentos Existem dois trocadores de calor no processo o primeiro para pasteurização e o segundo para o resfriamento Ambos trocadores podem ser do tipo placas paralelas pois garantem que todo o leite atinja as temperaturas do processo No primeiro trocador o leite armazenado a 4C é aquecido até 65C onde é utilizado vapor proveniente de uma caldeira No segundo trocador o leite é resfriado até 35C É utilizado água proveniente de uma torre de resfriamento que deve operar recebendo água a 37C e fornecendo água para o processo de resfriamento a 32C conforme esquema a seguir 3 Fonte Alfa Laval disponível em httpswwwalfalavalcomauindustrieshvac howtoprotectyour coolingtowersystemfromfouling Para o dimensionamento dos trocadores de calor é necessário definir a vazão de leite utilizada dado em kgh Esse valor será obtido utilizando a média dos cinco últimos algarismos do número de matrícula Exemplo dois estudantes com as matrículas 20241028003 e 20232020015 terão uma vazão total de 24009 kgh Indicar esse cálculo no trabalho Os coeficientes globais relacionados aos trocadores de calor podem ser obtidos pelo valor médio descrito em Towler e Sinott 2013 A tabela com essas informações encontrase em anexo O dimensionamento deve estabelecer a área de troca térmica adequada do trocador de calor As propriedades dos fluidos podem ser encontradas em literaturas diversas Pedese para referenciar a fonte no trabalho junto ao memorial de cálculo Anexo encontramse alguns ábacos para determinação de propriedades KERN 1999 Seleção do trocador de calor 4 pontos A seleção do trocador de calor deve levar em consideração a área de troca térmica dimensionadaPara isso indicar o quantitativo de placas a serem adquiridas de acordo com as dimensões de cada uma 4 Seleção da caldeira 6 pontos Em todos os casos o fluido será aquecido através do uso de vapor proveniente de uma caldeira A pressão de operação da caldeira deve ser de no máximo 80 de sua pressão de trabalho permitida A escolha da caldeira deverá levar em consideração a capacidade de produzir vapor na temperatura e vazões adequadas No memorial de cálculo devem constar essas informações Seleção da torre de resfriamento 20 pontos A escolha da torre de resfriamento deverá levar em consideração a altura da torre e capacidade da vazão da torre Para fins de cálculo considerar o coeficiente de transferência de massa kya estimado em 1200 kghm³ Além disso as temperaturas para Belo Horizonte no mês de janeiro conforme diagrama a seguir Considerações finais Use da criatividade para elaborar um parecer técnico atraente e didático a ponto de esclarecer a proposta para um potencial cliente Existem vários exemplos de parecer técnico ou dossiê técnico disponíveis na internet para vocês se inspirarem 5 Notem que em alguns casos um único equipamento é insuficiente para o processamento Neste caso opte pela divisão da corrente de processo em duas ou mais correntes Utilizar os catálogos fornecidos Caso não seja possível encontrar um modelo adequado nos catálogos fornecidos buscar em sites de busca e em outros catálogos NEIcombr Berco Spirax Sarco Alfa Laval etc informar detalhes construtivos do equipamento tal como proposta de número de tubos diâmetro comprimento etc ou buscar em sites de vendedores Alibaba OLX MFRural etc equipamentos que julguem adequados Os trabalhos devem ser entregues port todos os integrantes via Google Classroom