Como funcionam os purgadores termodinâmicos?

Este tipo de armadilha de vapor funciona através da energia interna e da pressão do vapor. Distingue-se pelo facto de operar através de mudanças na dinâmica dos fluidos. O funcionamento das armadilhas termodinâmicas depende em parte da formação de condensados revaporados. Este grupo inclui armadilhas termodinâmicas, de disco, de impulso e de labirinto.

 

Armadilha de vapor termodinâmica tradicional 

O purgador termodinâmico é um purgador extremamente robusto com funcionamento simples. Quando o condensado quente é libertado sob pressão, produz uma revaporação que se move a altas velocidades. A única parte móvel é o disco por cima da face plana de vedação dentro da câmara de controlo ou tampa. No arranque, a pressão de entrada levanta o disco e o condensado frio e o ar são imediatamente descarregados do anel interior sob o disco e para fora através dos três orifícios periféricos. O condensado quente que circula através da passagem de entrada entra na câmara sob o disco e as quedas de pressão, libertando condensado revaporizado. A alta velocidade cria uma área de menor pressão sob o disco e aproxima-a do assento. Ao mesmo tempo, há um aumento de pressão causado pela revaporação na câmara acima do disco que a força a fechar, superando a pressão do condensado até se assentar sobre os anéis interno e externo. Neste ponto, a pressão acima do disco é igual à pressão abaixo no anel interno. Contudo, a parte superior do disco tem uma força maior do que a parte inferior, uma vez que tem mais superfície sujeita a estas pressões. Eventualmente, a pressão na câmara superior diminuirá devido à condensação do revaporado e o disco volta a subir e o ciclo repete-se. A taxa de funcionamento depende da temperatura do vapor e das condições ambientais. A maioria das armadilhas permanece fechada durante 20 a 40 segundos. Se estas armadilhas se abrirem com demasiada frequência, talvez devido a um local frio ou ventoso, a taxa de abertura pode ser abrandada simplesmente através da colocação de uma cobertura de isolamento.

 

Purgador de vapor termodinâmico de impulso

Um sangrador de impulso consiste num pistão oco e num disco de pistão que funciona dentro de um guia de pistão. No arranque, a válvula principal repousa sobre o assento deixando uma passagem de fluxo através do espaço entre o pistão e o cilindro e o orifício na parte superior do pistão. À medida que o fluxo de ar e condensado aumenta, actuarão sobre o disco de pistão e levantarão a válvula principal do seu assento para aumentar o fluxo. Alguns condensados também passarão pelo espaço entre o pistão e o disco, até à saída da armadilha. À medida que a temperatura do condensado se aproxima da do vapor, uma parte deste vai-se revaporizando à medida que passa pela fenda. Embora seja ventilado através do orifício, cria uma pressão intermédia no pistão, o que faz com que a válvula principal seja posicionada para satisfazer a carga. A hemorragia pode ser ajustada movendo a posição do pistão em relação ao assento, mas uma pressão significativa nas costas afecta a hemorragia. Tem uma capacidade considerável, considerando a sua pequena dimensão. Por outro lado, a armadilha não pode fechar completamente e deixará passar vapor vivo com cargas muito baixas. Mas o problema principal é o espaço muito pequeno entre o pistão e o cilindro. É muito afectado pela sujidade que normalmente se encontra no sistema de vapor.

 

Armadilha de vapor de labirinto termodinâmico

É constituída por uma série de deflectores que podem ser ajustados com um volante. O condensado quente perde pressão ao passar entre o primeiro deflector e o corpo da armadilha e parte dele torna-se revaporizado. O espaço à volta do próximo deflector tem de lidar com um aumento do volume de condensado quente e impede a fuga de vapor vivo. Os deflectores podem ser movidos para dentro ou para fora utilizando o volante que os faz variar a sua posição em relação ao corpo.

 

Armadilha de vapor termodinâmica de placa de orifício 

Estes são dispositivos que têm um orifício de diâmetro pré-determinado para permitir que uma quantidade calculada de condensado flua sob condições de pressão específicas. Na prática, as cargas de condensado e as pressões de vapor podem variar consideravelmente. Por exemplo, as cargas de arranque e de funcionamento podem ser consideravelmente diferentes, também a pressão de vapor pode mudar devido às acções de controlo de temperatura. Estas condições variáveis podem fazer com que a placa de orifício retenha condensado no processo ou passe vapor vivo, o que pode afectar o desempenho da planta e comprometer a segurança. Os orifícios fixos são frequentemente dimensionados em condições de funcionamento de modo a reterem condensado suficiente e não permitirem a passagem de vapor. Se fosse este o caso, no arranque, estariam subdimensionados em maior grau e há uma grande probabilidade de que o espaço de vapor fosse inundado. A alternativa é dimensioná-los para que não inundem durante o arranque. O orifício seria então sobredimensionado para as condições de funcionamento e o dispositivo teria uma fuga de vapor. O tamanho do orifício é normalmente um compromisso entre as duas condições, de modo que, em alguns pontos intermédios, o orifício é correctamente dimensionado.

 

Corrosão e vida vegetal

A inundação contínua aumenta significativamente o risco de corrosão no espaço de vapor. Não é raro descobrir que após a instalação de armadilhas de placas de orifício, a vida útil da planta é reduzida abaixo do que se poderia esperar com armadilhas de vapor adequadas.

Quando seleccionar o purgador apropriadoO condensador de condensado deve ter capacidade suficiente sob todas as pressões e caudais presentes na aplicação. O condensado quente pode então passar sem fuga de vapor em todas as condições. Para o conseguir, o tamanho do orifício deve ser variado na armadilha.

O purgador deve ser suficientemente grande para satisfazer a pior condição possível, tendo meios para reduzir a área efectiva de fluxo através do orifício quando a capacidade é demasiado grande. Esta é a descrição exacta do funcionamento de uma armadilha de vapor.