O Trabalho Caldeiras

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                                                         ATIVIDADE 1

                        CALDEIRA A VAPOR - AQUATUBULAR

Eduardo Verissimo de Carvalho – Ra 011988 - Engenharia Mecânica

Francisco Bruno de Sousa Nobre – Ra 030492 - Engenharia Mecânica

Lucas Oliveira da Silva – Ra 014233 – Engenharia Mecânica

Lucas José Alves – Ra 030271 – Engenharia Mecânica

Filiação dos autores: Faculdade das Américas - FAM Centro Universitário

SÃO PAULO

2020

Sumário

1. Introdução:        3

2. Tipo de Caldeira:        3 a 6

3. Detalhes técnicos – Caldeira a Vapor:        6 a 9

4. Aplicação e uso:        9 a 10

5. Custo X Benefício:        10 a  13

6. Conclusão:        14

7. Referências bibliográficas:        15

1. Introdução:

Atualmente, no mundo, a maior parte da eletricidade é produzida a partir de fontes de energia não renováveis, como carvão mineral e derivados de petróleo. A unidade geradora de energia responsável por essa produção é uma usina termelétrica.

No Brasil, embora a produção de eletricidade seja composta principalmente por hidrelétricas, responsáveis por 74% da geração, ainda existem 1.570 termelétricas de médio porte no Brasil. Devido à crise hídrica que vive o país atualmente, essas termelétricas são acionadas durante os períodos de estiagem para fornecer eletricidade que as hidrelétricas não conseguem produzir, por isso é muito importante.

Neste trabalho acadêmico, iremos explanar a importância das usinas termoelétricas, apesar da tendência de escassez dos combustíveis fósseis, as usinas termoelétricas ainda são muito importantes no cenário mundial. Os principais objetivos deste trabalho é apresentar as características das centrais termelétricas e suas gerações de energia através de caldeiras e turbinas a vapor, também citaremos sobre a utilização das máquinas térmicas a vapor nas indústrias, seus detalhamentos técnicos, suas aplicações, uso e custo benefício nos seus diversos ramos.

2. A Utilização das máquinas térmicas a vapor nas indústrias

As Máquinas térmicas desempenham um papel muito importante no desenvolvimento tecnológico da sociedade. Depois de ser aperfeiçoada por James Watt, a máquina térmica a vapor impulsionou a revolução Industrial e mudou fundamentalmente o mundo.

Primeiramente, antes de falarmos sobre a utilização de máquinas térmicas nas indústrias, acho interessante explicar um pouco sobre as Máquinas térmicas. Basicamente, são aparelhos que transformam a energia interna de um combustível em energia mecânica e o calor em trabalho. Eles trabalham em ciclos e usam duas fontes de temperatura diferentes, uma é quente e a outra é fria. O calor flui da fonte de calor para a fonte fria, seguindo a segunda lei da termodinâmica, parte do calor que sai da fonte de calor começa a funcionar e a outra parte é injetada na fonte fria, determinando a eficiência da máquina. Quando a máquina de calor converte mais calor em trabalho, a eficiência será maior, portanto, ela descarregará menos calor para a fonte fria.

O uso de máquinas em grande escala começou com o surgimento da máquina a vapor no início do século XVIII. Como as florestas estão extintas, a Inglaterra precisa de carvão para substituir a lenha para aquecimento e novas indústrias instaladas.

Em um curto período de tempo, as máquinas a vapor foram usadas na indústria de tecelagem e siderurgia, navios e até impressão de jornais. Em 1820, foi utilizado pela primeira vez em locomotivas e, em 1841, em máquinas agrícolas e debulhadoras. Alguns anos depois, foi utilizado como motor de tração de automóveis e, até hoje, seu papel é muito importante, pois tem sido utilizado para geração de energia em usinas termelétricas. No caso específico de uma máquina a vapor que utiliza carvão mineral como combustível, parte da energia química do carvão é convertida em energia interna de vapor d'água e a outra parte em energia cinética.

Nas atuais termelétricas, como nas primeiras máquinas a vapor, esse movimento é obtido por vapor de alta pressão. Mais especificamente, podemos dizer que embora essas máquinas tenham usos diferentes, o que elas têm em comum é que convertem parte da energia do gás interno em energia de movimento (rodas de pistão, turbinas). É essa conversão de energia que define o conceito de termomecânica.

3. Detalhes técnicos – Caldeira a Vapor: 

Em indústrias termoelétricas, as caldeiras a vapores são fundamentais para a geração de energia elétrica, o funcionamento é simples. Vamos dividir em etapas: queima, vapor, movimento.

Foto de exemplo:[pic 2]

A energia termoelétrica é gerada a partir de combustíveis fósseis, como por exemplo o carvão, gás natural e derivados de petróleo.

Esses combustíveis aquecem uma grande quantidade de água (etapa 1)e dessa forma quando a água atinge a temperatura de 100  °C começa a evapora (etapa 2) e com isso a pressão entro da caldeira começa a aumentar que faz a movimentação das pás da turbina, esse vapor logo se transforma em água novamente e é transferido para dentro da caldeira, esse processo se torna constante, dessa forma completa-se a etapa 3,

 Após as etapas de criação do movimento pelo vapor gerado. Vem a transformação desse movimento em energia elétrica, o movimento criado faz com que gire um eixo que gira um gerador e assim transformamos o movimento em energia.

4. Aplicação e uso:

A aplicação das caldeiras a vapor é inúmera.

Indústrias que usam o vapor;

Indústrias de laticínios

O vapor é usado para a esterilização de recipientes, fabricação de queijos e crede de leite.  

Indústria madeireira

Caldeiras a vapor oferecem calor para estufas de secagem, e para trabalhos em madeira.

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