ENERGIA TÉRMICA – VAPOR
A energia, um recurso cada vez mais valioso, é usada em uma ampla gama de indústrias para aquecimento e resfriamento.
O processo de transferência de calor pode ser:
– Direta: Onde o calor é transferido diretamente de sua fonte para a substância a ser aquecida. Um tubo de metal aquecido por meio de uma chama de gás para fins de dobra representa um bom exemplo. O calor da chama do gás atua diretamente no produto a ser aquecido.
– Indireta: Onde a energia térmica é transferida para uma substância através de uma parede intermediária. Um exemplo é uma chaleira antiga que absorve calor em um fogão a gás. O calor da chama do gás é transferido para a água através do fundo da chaleira e depois para a água. Na indústria, o vapor pode ser gerado e usado para aquecer água ou óleo térmico para o processo de fabricação.
Na indústria, o vapor pode ser gerado e usado para aquecer água ou outros fluidos de processo para aplicações industriais e HVAC, incluindo esterilização, branqueamento, aquecimento de ar e destilação.
O ponto de partida é uma caldeira instalada em um local central e utilizada para a geração de vapor. O vapor é fornecido aos diversos usuários de calor e a água retornada para a casa da caldeira na forma de condensado.
O termo ‘entalpia’ é usado a seguir para se referir a ‘calor’ e ‘conteúdo de calor’. A entalpia é geralmente definida como a quantidade total de energia contida em um sistema. Essa energia pode estar presente na forma de calor em gases, líquidos ou vapor.
No entanto, também inclui energia quimicamente ligada, por exemplo, em combustíveis. A entalpia descreve adicionalmente a quantidade de energia necessária para uma mudança de fase do estado líquido para o gasoso ou do sólido para o líquido.
ENTALPIA DE EVAPORAÇÃO (CONDENSAÇÃO) – HFG
A entalpia de evaporação (condensação) é expressa em kJ / kg. Quantidade de calor necessária para evaporar completamente 1 kg de água fervente a uma pressão definida. Por outro lado, também especifica a quantidade de calor que é liberada se o vapor (saturado) for completamente condensado a uma pressão definida.
hfg é 2258 kJ / kg a uma pressão de 1 bar, 1984 kJ / kg a 12 bar e apenas 1443 kJ / kg a 80 bar. A entalpia de evaporação (condensação) diminui à medida que a pressão aumenta.
A quantidade de calor necessária para evaporar completamente a água fervente diminui à medida que a pressão aumenta. Por outro lado, menos calor é liberado se o vapor saturado se condensar na mesma pressão.
VAPOR SUPERAQUECIDO
O vapor superaquecido é aquele com temperatura e entalpia superiores aos valores especificados para esta pressão na tabela de vapor saturado. Exemplo: Vapor a 10 bar com temperatura de 200 ºC é vapor superaquecido (em comparação, a temperatura do vapor saturado é de 180 ºC).
O vapor superaquecido tem um coeficiente de transferência de calor muito menor do que o vapor saturado. Se vapor superaquecido for usado para transferir calor, por exemplo, em um trocador de calor, parte da superfície aquecida é usada para resfriar o vapor até a temperatura de vapor saturado. A quantidade de calor que é trocada durante esse processo de saturação é pequena, mas ocupa uma proporção relativamente grande da superfície aquecida.
A etapa mais importante no processo de transferência de calor ocorre durante a condensação. Existe um equívoco persistente e difundido de que uma temperatura mais alta do produto pode ser alcançada com vapor superaquecido do que com vapor saturado na mesma pressão.
O vapor superaquecido é usado principalmente para acionar turbinas a vapor (por exemplo, para geração de energia) e só é empregado para aquecimento no processo de produção se não houver vapor saturado disponível. O volume específico do vapor superaquecido é consideravelmente maior do que o do vapor saturado na mesma pressão (compare o volume específico vg de vapor superaquecido e vapor saturado).
Além de várias modificações técnicas e de design, é, portanto, necessário levar em consideração as menores absortividades do tubo que é instalado ao mudar de vapor saturado para vapor superaquecido.
