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Universidade Federal de Santa catarina (UFSC)
Programa de Pós-graduação em Engenharia, Gestão e Mídia do Conhecimento (PPGEGC)
Detalhes do Documento Analisado

Centro: Tecnológico

Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química

Dimensão Institucional: Pós-Graduação

Dimensão ODS: Ambiental

Tipo do Documento: Dissertação

Título: ESTUDO DA TRANSFERÊNCIA DE CALOR EM UM SUPERAQUECEDOR DE CALDEIRA A CARVÃO MINERAL

Orientador
  • MARINTHO BASTOS QUADRI
Aluno
  • OTONIEL SOUZA DE OLIVEIRA

Conteúdo

Um modelo fenomenológico foi utilizado para analisar a transferência de calor e quantidade de movimento no superaquecedor de vapor em uma caldeira a carvão mineral pulverizado. a caldeira faz parte da usina jorge lacerda, que está localizado em capivari de baixo – sc. a eficiência térmica foi analisada considerando-se o efeito que o depósito de cinzas causa na troca de calor. o modelo inclui os três mecanismos de transferência de calor: condução, convecção e radiação. como estratégia de simplificação, a geometria do trocador de calor é seccionada segundo dois cortes bidimensionais a fim de contornar a complexidade advinda de um sistema tridimensional longo. adota-se assim um plano de corte transversal a um feixe de tubos para descrever o escoamento dos gases com as trocas térmicas externas até a parede interna dos tubos e outro plano longitudinal ao mesmo feixe de tubos para descrever o circuito do vapor superaquecido no interior dos tubos. valores médios dos registros operacionais da usina foram considerados para a simulação, do período de partida até a ruptura de um dos tubos do superaquecedor devido ao acúmulo de cinzas. constatou-se pelos registros de operação uma elevação na temperatura dos gases devido ao reposicionamento do sistema como resultado do acúmulo de cinzas nos tubos. a simulação revela pontos de estagnação no campo de velocidade e temperatura nos três primeiros tubos do feixe, indicando uma região mais propensa ao depósito de cinzas e eventual ruptura. as propriedades do ar foram modificadas para melhor representar os gases de combustão que carregam as cinzas que originam as camadas de escória depositadas sobre os tubos. sugeriu-se uma geometria alternativa dos trocadores de calor, passando-se de feixe de tubos para placas. assim, pode-se estudar por intermédio de simulação uma alteração na geometria dos trocadores de calor: de feixe de tubos para placas. a transferência de calor nas placas não permitiu atingir a temperatura de projeto de superaquecimento do vapor. de outro lado, as regiões de estagnação foram removidas o que permite antever uma redução das paradas por furos na região de superaquecimento.

Pós-processamento: Índice de Shannon: 3.7969

ODS 1 ODS 2 ODS 3 ODS 4 ODS 5 ODS 6 ODS 7 ODS 8 ODS 9 ODS 10 ODS 11 ODS 12 ODS 13 ODS 14 ODS 15 ODS 16
5,12% 4,81% 4,88% 4,12% 4,12% 5,37% 21,31% 4,77% 5,64% 5,84% 6,39% 4,86% 8,96% 4,45% 4,98% 4,37%
ODS Predominates
ODS 7
ODS 1

5,12%

ODS 2

4,81%

ODS 3

4,88%

ODS 4

4,12%

ODS 5

4,12%

ODS 6

5,37%

ODS 7

21,31%

ODS 8

4,77%

ODS 9

5,64%

ODS 10

5,84%

ODS 11

6,39%

ODS 12

4,86%

ODS 13

8,96%

ODS 14

4,45%

ODS 15

4,98%

ODS 16

4,37%