{"id":26692,"date":"2023-03-10T09:00:10","date_gmt":"2023-03-10T08:00:10","guid":{"rendered":"https:\/\/vaporparalaindustria.com\/?p=26692"},"modified":"2023-03-20T17:54:59","modified_gmt":"2023-03-20T16:54:59","slug":"que-es-el-vapor-sobrecalentado-y-cuales-son-sus-usos-en-la-industria","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/vaporparalaindustria.com\/pt\/que-es-el-vapor-sobrecalentado-y-cuales-son-sus-usos-en-la-industria\/","title":{"rendered":"O que \u00e9 vapor sobreaquecido e quais s\u00e3o as suas utiliza\u00e7\u00f5es na ind\u00fastria?"},"content":{"rendered":"<p>Se o vapor saturado gerado numa caldeira for exposto a uma superf\u00edcie com uma temperatura mais elevada, a sua temperatura aumentar\u00e1 acima da temperatura de evapora\u00e7\u00e3o. Este vapor \u00e9 designado por sobreaquecido devido aos graus de temperatura a que foi aquecido acima da temperatura de satura\u00e7\u00e3o.<\/p>\n<p>O sobreaquecimento n\u00e3o pode ser transferido para o vapor enquanto este ainda contiver \u00e1gua, uma vez que qualquer calor adicional iria simplesmente evaporar mais \u00e1gua.<\/p>\n<p>O vapor saturado deve passar por um permutador de calor adicional. Este pode ser um segundo est\u00e1gio de permutador de calor na caldeira ou um superaquecedor separado. O meio de aquecimento prim\u00e1rio pode ser os gases de combust\u00e3o quentes na caldeira ou pode ser aquecido separadamente.<\/p>\n<p>O vapor sobreaquecido tem as suas aplica\u00e7\u00f5es, por exemplo, em turbinas, onde o vapor \u00e9 dirigido atrav\u00e9s de bocais para um rotor. Isto faz com que o rotor gire. A energia para que isso aconte\u00e7a s\u00f3 pode vir do vapor. Logicamente, o vapor tem menos energia depois de ter passado pelo rotor da turbina. Se o vapor estivesse \u00e0 temperatura de satura\u00e7\u00e3o, esta perda de energia faria com que parte do vapor se condensasse.<\/p>\n<p>As turbinas t\u00eam v\u00e1rios andares, o vapor que sai do primeiro rotor \u00e9 direccionado para um segundo rotor no mesmo eixo. Isto significa que o vapor saturado se torna mais h\u00famido \u00e0 medida que passa pelos est\u00e1gios. Isto n\u00e3o s\u00f3 favorece a forma\u00e7\u00e3o de golpes de ar\u00edete, como tamb\u00e9m as part\u00edculas de \u00e1gua podem provocar uma eros\u00e3o grave no interior da turbina. A solu\u00e7\u00e3o consiste em alimentar a turbina com vapor sobreaquecido \u00e0 entrada e utilizar a energia da parte sobreaquecida para accionar o rotor at\u00e9 que as condi\u00e7\u00f5es de temperatura\/press\u00e3o estejam pr\u00f3ximas da satura\u00e7\u00e3o, altura em que o vapor \u00e9 descarregado.<\/p>\n<p>Outra raz\u00e3o muito importante para a utiliza\u00e7\u00e3o de vapor sobreaquecido nas turbinas \u00e9 a melhoria da efici\u00eancia t\u00e9rmica.<\/p>\n<p>A efici\u00eancia termodin\u00e2mica de um motor t\u00e9rmico, como uma turbina, pode ser determinada utilizando uma de duas teorias:<\/p>\n<ul>\n<li>O ciclo de Carnot, em que a varia\u00e7\u00e3o da temperatura do vapor entre a entrada e a sa\u00edda \u00e9 comparada com a temperatura de entrada.<\/li>\n<li>O ciclo de Rankine, em que a varia\u00e7\u00e3o da energia t\u00e9rmica do vapor entre a entrada e a sa\u00edda \u00e9 comparada com a energia total extra\u00edda do vapor.<\/li>\n<\/ul>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h3><b>Mesas de vapor sobreaquecido<\/b><\/h3>\n<p>As tabelas de vapor sobreaquecido mostram as propriedades do vapor a diferentes press\u00f5es da mesma forma que as tabelas de vapor saturado. No entanto, no caso do vapor sobreaquecido n\u00e3o existe uma rela\u00e7\u00e3o directa entre a temperatura e a press\u00e3o. Por isso, a uma dada press\u00e3o, o vapor sobreaquecido \u00e9 suscept\u00edvel de existir numa vasta gama de temperaturas.<\/p>\n<p>Em geral, as tabelas de vapor saturado utilizam a press\u00e3o manom\u00e9trica e as tabelas de vapor sobreaquecido utilizam a press\u00e3o absoluta. Segue-se um extracto das tabelas de vapor sobreaquecido.<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"size-full wp-image-26693 aligncenter\" src=\"https:\/\/vaporparalaindustria.com\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/vapor-sobrecalentado.png\" alt=\"\" width=\"643\" height=\"158\" srcset=\"https:\/\/vaporparalaindustria.com\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/vapor-sobrecalentado-18x4.png 18w, https:\/\/vaporparalaindustria.com\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/vapor-sobrecalentado-150x37.png 150w, https:\/\/vaporparalaindustria.com\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/vapor-sobrecalentado-300x74.png 300w, https:\/\/vaporparalaindustria.com\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/vapor-sobrecalentado-600x147.png 600w, https:\/\/vaporparalaindustria.com\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/vapor-sobrecalentado.png 643w\" sizes=\"auto, (max-width: 643px) 100vw, 643px\" \/><\/p>\n<h4><b>Inlays<\/b><\/h4>\n<p>A forma\u00e7\u00e3o de incrusta\u00e7\u00f5es \u00e9 causada pela acumula\u00e7\u00e3o de dep\u00f3sitos de incrusta\u00e7\u00f5es na superf\u00edcie de transfer\u00eancia de calor, aumentando a resist\u00eancia \u00e0 passagem do calor. Muitos l\u00edquidos de processo podem depositar lamas ou incrusta\u00e7\u00f5es nas superf\u00edcies de aquecimento e f\u00e1-lo-\u00e3o a um ritmo mais r\u00e1pido a temperaturas mais elevadas. Para al\u00e9m disso, o vapor sobreaquecido \u00e9 um g\u00e1s seco.<\/p>\n<p>O calor que flui do vapor para a parede met\u00e1lica tem de passar atrav\u00e9s de pel\u00edculas est\u00e1ticas que aderem \u00e0 parede, criando uma resist\u00eancia \u00e0 passagem do calor.<\/p>\n<p>Em contraste, a condensa\u00e7\u00e3o do vapor saturado provoca um movimento do vapor em direc\u00e7\u00e3o \u00e0 parede e liberta grandes quantidades de calor latente directamente na superf\u00edcie de condensa\u00e7\u00e3o.<\/p>\n<p>A combina\u00e7\u00e3o destes factores significa que as taxas globais de transfer\u00eancia de calor s\u00e3o muito mais baixas quando o vapor sobreaquecido est\u00e1 presente, apesar de a diferen\u00e7a de temperatura entre o vapor e o fluido secund\u00e1rio ser maior.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h3><b>Outras aplica\u00e7\u00f5es que utilizam vapor sobreaquecido<\/b><\/h3>\n<p>Tudo o que foi dito acima aplica-se quando o vapor flui atrav\u00e9s de uma passagem relativamente estreita, como os tubos de um permutador de calor de casco e tubo ou as placas de um permutador de calor de placas.<\/p>\n<p>Em algumas aplica\u00e7\u00f5es, por exemplo, num cilindro de secagem de uma m\u00e1quina de papel, o vapor sobreaquecido \u00e9 admitido num volume maior, quando a sua velocidade desce para valores muito pequenos.<\/p>\n<p>Aqui, a temperatura do vapor perto da parede do cilindro cai rapidamente para perto da satura\u00e7\u00e3o e a condensa\u00e7\u00e3o come\u00e7a. A transfer\u00eancia de calor atrav\u00e9s da parede \u00e9 a mesma que se o vapor saturado fosse fornecido ao cilindro. O superaquecimento est\u00e1 presente apenas no \"n\u00facleo\" do espa\u00e7o de vapor e n\u00e3o tem efeito discern\u00edvel nas taxas de transfer\u00eancia de calor.<\/p>\n<p>H\u00e1 casos em que a presen\u00e7a de sobreaquecimento pode efectivamente reduzir o desempenho de um processo, em que o vapor \u00e9 utilizado como material de processo.<\/p>\n<p>Um desses processos pode envolver a adi\u00e7\u00e3o de humidade ao produto a partir do vapor \u00e0 medida que este se condensa, como \u00e9 o caso do acondicionamento de alimentos para animais antes da peletiza\u00e7\u00e3o. Neste caso, a humidade fornecida pelo vapor \u00e9 uma parte essencial do processo; o vapor sobreaquecido secaria demasiado o gr\u00e3o e dificultaria a peletiza\u00e7\u00e3o.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h3><b>Os efeitos da redu\u00e7\u00e3o da press\u00e3o de vapor para aumentar o sobreaquecimento<\/b><\/h3>\n<p>Para al\u00e9m da utiliza\u00e7\u00e3o de um permutador de calor adicional (normalmente designado por \"sobreaquecedor\"), o sobreaquecimento tamb\u00e9m pode ser adicionado ao vapor, permitindo que este se expanda para uma press\u00e3o mais baixa \u00e0 medida que passa pelo orif\u00edcio de uma v\u00e1lvula redutora de press\u00e3o. A isto chama-se um processo de estrangulamento, com o vapor a uma press\u00e3o mais baixa e com a mesma entalpia (\u00e0 excep\u00e7\u00e3o de uma pequena quantidade perdida por fric\u00e7\u00e3o ao passar pela v\u00e1lvula) que o vapor de alta press\u00e3o a montante. No entanto, a temperatura do vapor \"estrangulado\" ser\u00e1 sempre inferior \u00e0 do vapor a montante.<\/p>\n<p>O t\u00edtulo do vapor \"estrangulado\" depender\u00e1 de<\/p>\n<ul>\n<li>A press\u00e3o de vapor de entrada.<\/li>\n<li>O t\u00edtulo do vapor de entrada.<\/li>\n<li>A queda de press\u00e3o atrav\u00e9s do orif\u00edcio da v\u00e1lvula.<\/li>\n<\/ul>\n<p>Para uma alimenta\u00e7\u00e3o de vapor saturado seco inferior a 30 bar r, qualquer queda de press\u00e3o produzir\u00e1 vapor sobreaquecido ap\u00f3s o estrangulamento. O grau de sobreaquecimento depender\u00e1 da redu\u00e7\u00e3o de press\u00e3o.<\/p>\n<p>Para um fornecimento de vapor saturado seco acima de 30 bar r, o vapor estrangulado pode ser sobreaquecido, saturado seco, ou mesmo h\u00famido, dependendo da queda de press\u00e3o. Por exemplo, o vapor saturado seco a 60 bar r teria de ser reduzido para cerca de 10,5 bar r para produzir vapor saturado seco. Uma queda de press\u00e3o menor produziria vapor h\u00famido, enquanto uma queda de press\u00e3o maior produziria vapor sobreaquecido.<\/p>\n<p>No entanto, o t\u00edtulo do vapor de entrada a uma dada press\u00e3o influenciar\u00e1 o t\u00edtulo do vapor estrangulado. Por exemplo, o vapor h\u00famido a uma press\u00e3o de 10 bar r e um t\u00edtulo de 0,95 teria de ser reduzido para 0,135 bar r para produzir vapor saturado seco. Uma queda de press\u00e3o menor produziria vapor h\u00famido, enquanto uma queda de press\u00e3o maior sobreaqueceria o vapor estrangulado.<\/p>\n<h4><b>Utiliza\u00e7\u00e3o do diagrama de Mollier para o vapor sobreaquecido\u00a0<\/b><\/h4>\n<p>O diagrama de Mollier \u00e9 um gr\u00e1fico da entalpia espec\u00edfica do vapor em fun\u00e7\u00e3o da sua entropia espec\u00edfica (sg).<img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"size-full wp-image-26694 aligncenter\" src=\"https:\/\/vaporparalaindustria.com\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/diagrama-de-Mollier.png\" alt=\"diagrama de Mollier\" width=\"643\" height=\"367\" srcset=\"https:\/\/vaporparalaindustria.com\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/diagrama-de-Mollier-18x10.png 18w, https:\/\/vaporparalaindustria.com\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/diagrama-de-Mollier-150x86.png 150w, https:\/\/vaporparalaindustria.com\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/diagrama-de-Mollier-300x171.png 300w, https:\/\/vaporparalaindustria.com\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/diagrama-de-Mollier-600x342.png 600w, https:\/\/vaporparalaindustria.com\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/diagrama-de-Mollier.png 643w\" sizes=\"auto, (max-width: 643px) 100vw, 643px\" \/><br \/>\nA figura acima mostra uma vers\u00e3o simplificada e em pequena escala do diagrama de Mollier. O diagrama de Mollier mostra muitas rela\u00e7\u00f5es diferentes entre a entalpia, a entropia, a temperatura, a press\u00e3o e o t\u00edtulo de vapor. Pode parecer bastante complicado, devido ao n\u00famero de linhas:<\/p>\n<ul>\n<li>Linhas de entalpia constante (horizontais).<\/li>\n<li>Linhas de entropia constante (vertical).<\/li>\n<li>A curva de satura\u00e7\u00e3o de vapor que passa pelo centro do diagrama divide-se entre uma zona de vapor sobreaquecido e uma zona de vapor h\u00famido. Qualquer ponto acima da curva de satura\u00e7\u00e3o de vapor ser\u00e1 sobreaquecido e qualquer ponto abaixo da curva de satura\u00e7\u00e3o de vapor ser\u00e1 h\u00famido. A pr\u00f3pria curva de satura\u00e7\u00e3o representa o estado de vapor saturado seco a diferentes press\u00f5es.<\/li>\n<li>Linhas de press\u00e3o constante em ambas as zonas.<\/li>\n<li>Linhas de temperatura constante na zona de sobreaquecimento.<\/li>\n<li>Linhas de t\u00edtulo de vapor (\u03c7) na zona h\u00famida.<\/li>\n<\/ul>\n<p>Uma expans\u00e3o perfeita, por exemplo no interior de uma turbina a vapor ou de um motor a vapor, \u00e9 um processo isentr\u00f3pico e pode ser representada no diagrama desenhando uma linha verticalmente para baixo a partir de um ponto que representa o estado inicial at\u00e9 um ponto que representa o estado final.<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"aligncenter wp-image-26695 size-full\" src=\"https:\/\/vaporparalaindustria.com\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/vapor-sobrecalentado-1.png\" alt=\"\" width=\"473\" height=\"207\" srcset=\"https:\/\/vaporparalaindustria.com\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/vapor-sobrecalentado-1-18x8.png 18w, https:\/\/vaporparalaindustria.com\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/vapor-sobrecalentado-1-150x66.png 150w, https:\/\/vaporparalaindustria.com\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/vapor-sobrecalentado-1-300x131.png 300w, https:\/\/vaporparalaindustria.com\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/vapor-sobrecalentado-1.png 473w\" sizes=\"auto, (max-width: 473px) 100vw, 473px\" \/><\/p>\n<p>Um processo perfeitamente regulado, por exemplo, atrav\u00e9s de uma v\u00e1lvula redutora de press\u00e3o, \u00e9 um processo de isoentalpia constante. Pode ser representado no diagrama desenhando uma linha horizontal da esquerda para a direita, de um ponto que representa o estado inicial para um ponto que representa o estado final.<\/p>\n<p>Ambos os processos envolvem a redu\u00e7\u00e3o da press\u00e3o, mas a diferen\u00e7a reside na forma como esta \u00e9 conseguida.<\/p>\n<p>Os dois exemplos apresentados nas figuras seguintes ilustram a vantagem de utilizar o diagrama para analisar processos de vapor, fornecendo uma representa\u00e7\u00e3o gr\u00e1fica desses processos. No entanto, os processos de vapor tamb\u00e9m podem ser representados numericamente pelos valores das tabelas de vapor sobreaquecido.\u00a0<b><br \/>\n<\/b><\/p>\n<p>Se quiser saber mais sobre Qual \u00e9 a utiliza\u00e7\u00e3o do vapor? O que \u00e9 o vapor sobreaquecido? Qual \u00e9 a diferen\u00e7a entre vapor saturado e vapor sobreaquecido? Que tipo de vapor \u00e9 sugerido como fonte de aquecimento? s<a href=\"https:\/\/recursos.vaporparalaindustria.com\/newsletter\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\" data-saferedirecturl=\"https:\/\/www.google.com\/url?q=https:\/\/recursos.vaporparalaindustria.com\/newsletter\/&amp;source=gmail&amp;ust=1679400121416000&amp;usg=AOvVaw2OYBC0v_2ky4Lmh2zSE7Xv\">Subscrever o boletim informativo mais completo sobre vapor para a ind\u00fastria<\/a>.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/vaporparalaindustria.com\/pt\/newsletter\/?utm_source=newsletter&amp;utm_medium=cta_vapor&amp;utm_campaign=vapor_cta_newsletter\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"aligncenter wp-image-6366 size-full\" src=\"https:\/\/vaporparalaindustria.com\/wp-content\/uploads\/2017\/05\/CTAnewsletter1900x602spiraxsacro-1-e1494511746325.jpg\" alt=\"calidad del vapor en el proceso industrial\" width=\"1250\" height=\"396\" srcset=\"https:\/\/vaporparalaindustria.com\/wp-content\/uploads\/2017\/05\/CTAnewsletter1900x602spiraxsacro-1-e1494511746325-150x48.jpg 150w, https:\/\/vaporparalaindustria.com\/wp-content\/uploads\/2017\/05\/CTAnewsletter1900x602spiraxsacro-1-e1494511746325-300x95.jpg 300w, https:\/\/vaporparalaindustria.com\/wp-content\/uploads\/2017\/05\/CTAnewsletter1900x602spiraxsacro-1-e1494511746325-600x190.jpg 600w, https:\/\/vaporparalaindustria.com\/wp-content\/uploads\/2017\/05\/CTAnewsletter1900x602spiraxsacro-1-e1494511746325-768x243.jpg 768w, https:\/\/vaporparalaindustria.com\/wp-content\/uploads\/2017\/05\/CTAnewsletter1900x602spiraxsacro-1-e1494511746325-800x253.jpg 800w, https:\/\/vaporparalaindustria.com\/wp-content\/uploads\/2017\/05\/CTAnewsletter1900x602spiraxsacro-1-e1494511746325-1024x324.jpg 1024w, https:\/\/vaporparalaindustria.com\/wp-content\/uploads\/2017\/05\/CTAnewsletter1900x602spiraxsacro-1-e1494511746325.jpg 1250w\" sizes=\"auto, (max-width: 1250px) 100vw, 1250px\" \/><\/a><\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Se o vapor saturado gerado numa caldeira for exposto a uma superf\u00edcie com uma temperatura mais elevada, a sua temperatura aumentar\u00e1 acima da temperatura de evapora\u00e7\u00e3o. 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