TEC MATH

CALDEIRAS INDUSTRIAIS

MÁQUINAS TÉRMICAS

APRESENTAÇÃO

CONCEITO

Caldeiras a vapor são equipamentos destinados a produzir e acumular vapor sob pressão superior à atmosférica, utilizando qualquer fonte de energia, excetuando-se os refervedores e equipamentos similares utilizados em unidades de processo.

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COMPONENTES

Os principais componentes são:

• Fornalha com grelha ou queimadores de óleo ou gás. • Seção de irradiação: são as paredes da câmara de combustão revestidas internamente por tubos de água. • Seção de convecção: feixe de tubos de água recebendo calor por convecção forçada; pode ter um ou mais passagens de gases.

Este é um parágrafo pronto para conter criatividade, experiências e grandes histórias.

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QUAIS SÃO AS APLICABILIDADES?

Sua aplicação é bastante abrangente, pois atende diversas necessidades das empresas, como por exemplo:

Papel e celulose Têxtil Metalúrgica

Indústria de alimentos Industria farmacêutica Industria bebidas

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•Superaquecedor: trocador de calor que aquecendo o vapor saturado transforma-o em vapor superaquecido. • Economizador: trocador de calor que através do calor sensível dos gases de combustão saindo da caldeira aquecem a água de alimentação. • Pré-aquecedor de ar: trocador de calor que aquece o ar de combustão também trocando calor com os gases de exaustão da caldeira.

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NO FERRO FUNDIDO CINZENTO AS GRAFITAS OCORREM POR PRECIPITAÇÃO, UMA VEZ QUE NESSES MATERIAIS TEMOS UMA GRANDE CONCENTRAÇÃO DE CARBONO, ASSIM A MICROESTRUTURA BASE NÃO CONSEGUE DILUIR TODO O CARBONO, PRECIPITANDO ASSIM AS GRAFITAS .

A MICROESTRUTURA AO LADO É DE UM FERRO FUNDIDO CINZENTO, ONDE PODEMOS VER VEIOS DE GRAFITA E UMA MATRIZ PERLÍTICA. CADA GRÃO PERLÍTICO, POR SUA VEZ, É CONSTITUÍDO POR LAMELAS ALTERNADAS DE DUAS FASES: FERRITA E CEMENTITA (OU CARBONETO DE FERRO).

JÁ NA FIGURA DO AÇO ONDE VEMOS SULFETO DE MANGANÊS, ESTE É UMA INCLUSÃO, UMA VEZ QUE NÃO ADICIONAMOS PROPOSITALMENTE NA MISTURA.

particulas de segunda fase (precipitados, inclusões)

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PARTICULAS DE SEGUNDA FASE TEM ORIGEM NA IMISCIBILIDADE DOS COMPONENTES, OU SEJA, OS COMPONENTES NÃO SE MISTURAM OU A PARTIR DE QUANTIDADES ACIMA DO LIMITE DE SOLUBILIDADE DO MATERIAL

A FIGURA AO LADO MOSTRA A MICROESTRUTURA DE UM AÇO COM INCLUSÃO DE SULFETO DE MANGANÊS

POROS

OS POROS SÃO AUSÊNCIA DE MATERIAL. OCORREM COM FREQUÊNCIA NOS COMPONENTES FUNDIDOS E SÃO "PARTE" DOS MATERIAIS E/OU COMPONENTES OBTIDOS PELA METALURGIA DO PÓ.

DENOMINA-SE DEFEITO DA SOLIDIFICAÇÃO TODA HETEROGENEIDADE SURGIDA DURANTE O ESFRIAMENTO DE UM MATERIAL FUNDIDO

ESTAS HETEROGENEIDADES PODEM SER DE NATUREZA FÍSICA (POROS) E DE NATUREZA QUÍMICA (SEGREGAÇÕES)

NA FIGURA ACIMA É UMA IMAGEM FEITA NO MICROSCÓPIO ELETRÔNICO DE VARREDURA DE UMA LIGA DE COBRE E NÍQUEL COM MICROESTRUTURA BRUTA DE FUNDIÇÃO. NELA É POSSIVEL VERMOS AS POROSIDADES

NA IMAGEM DE UMA LIGA DE COBRE VEMOS SEGREGAÇÕES DE PARTICULAS NOS CONTORNOS DE GRÃO

PODEMOS TER DOIS TIPOS DE POROSIDADES: MACROPOROSIDADES E MICROPOROSIDADES. DURANTE A TRANSFORMAÇÃO DO ESTADO LIQUIDO PARA O SÓLIDO, OCORRE UM AGRUPAMENTO DOS ÁTOMOS, FORMADO DE ESTRUTURAS ORDENADAS

METAIS COMERCIALMENTE PUROS E LIGAS METÁLICAS COM PEQUENO INTERVALO DE SOLIDIFICAÇÃO POSSUEM DENDRITAS PEQUENAS NA INTERFACE LÍQUIDO-SÓLIDO E TENDEM A GERAR MACROPOROSIDADES

TRINCAS

AS TRINCAS TAMBÉM SÃO DEFEITOS VOLUMÉTRICOS, UMA VEZ QUE MUDAM O ESTADO DE TENSÕES DO ÁTOMO AO SEU REDOR.

ELAS PODEM SER ADICIONADAS NO MATERIAL DE DIVERSAS MANEIRAS E É UMA DAS PRINCIPAIS CAUSAS DE FALHAS. PODEM OCORRER DEVIDO A:

• ESFORÇO CÍCLICO
• CICLOS TÉRMICOS
• DIFERENÇA NA DILATAÇÃO TÉRMICA ENTRE AS FASES DO MATERIAL
• FRAGILIZAÇÃO DO CONTORNO DE GRÃO
• MATERIAL SUBMETIDO A GRANDES ESFORÇOS

OBRIGADA!!