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ormalmente o projeto Desta forma, um sistema de gases constituída pela soma Menor custo total d o s i s t e m a d e resfriamento dos gases é da vazão de combustão + (investimento, operação e ventilação parte de necessário para possibilitar vazão de ar-falso para manutenção), não obstante, N uma vazão estimada em o uso de filtros de mangas. resfriamento dos gases. o aumento da vazão total dos normas (ACGIH, OSHA, gases resulte num custo de ABIH) com base em Conforme o Grafico1, o Os gases de combustão são investimento alto; gene rali zaçõ es de expe - Poliéster é o material mais provenientes da queima de Baixa histerese, ou seja, riências práticas. econômico dentre as Diesel Metropolitano. A o intervalo de tempo entre Contudo, aplicações mangas filtrantes vantagem da queima deste uma modificação na entrada específicas carecem de disponíveis em nosso combustível é o baixíssimo de ar e a obtenção da bibliografia especializada, Mercado; portanto, a teor de enxofre temperatura desejada é dificultando sobremaneira o temperatura dos gases deve (<0,2%Peso), o que resulta muito menor que no caso de o orçamento e o projeto do num ponto de orvalho ácido ser baixada de 570 C para adição de água; o sistema de filtração. reduzido. menos de 150 C, que é a Não há risco de ataque Resta ao Fabricante (O&M) temperatura máxima de químico do poliéster. Ao desenvolver protótipos, A partir da composição trabalho desta manga. passo que um excesso de testando-os na prática, ou elementar do diesel e do água, sob temperaturas o fazer o uso de modernos consumo de cada motor foi Dentre as três principais superiores a 60 C, poderia recursos computacionais de gerada a Tab.1 para as duas formas de resfriamento hidrolisar o poliéster, não há Simulação para dimen- condições extremas: sete (adição de ar, adição de limitação quanto a entrada sionamento e avaliação da motores operando e um água e trocador de calor) foi de ar para este material. performance do Projeto. motor operando. escolhida a adição de ar- A segunda alternativa é, de falso devido as seguintes Desta forma foi realizada a longe, a mais rápida e vantagens: simulação da vazão total de acessível economicamente. Um Fabricante de Filtro de Mangas localizado no Paraná foi consultado para fazer um Projeto de despoeiramento do escape de motores de caminhões que eram utilizados para teste de performance de peças automotivas. Frente a ineditividade da aplicação, não haviam métodos para dimensio- namento adequado do sistema de despoeiramento. Como poderiam funcionar simultaneamente desde um até os sete motores disponíveis, a vazão dos gases é variável. Além disso, a temperatura de escape dos o gases é de 570 C, conforme o Cliente. 20 MEIO FILTRANTE Projeto de Filtro de Mangas auxiliado por Simulação Computacional Tecnologia Tecnologia Comparativo entre Mangas Filtrantes 0 30 60 90 120 150 180 210 240 TEFLON FIBRA DE VIDRO P84 PPS M-ARAMIDA ACRÍLICO- DT ACRÍLICO- AC POLIA MIDA POLIPROPILENO POLIÉSTER 0 5 10 15 20 25 Custo Relativo Temperatura, oC Graf.1: Comparativo entre custos e temperaturas de operação de mangas filtrantes

3_artigo - Projeto de Filtro de Mangas Auxiliado Por Simulação Computacional - 5p

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Simulação Computacional aplicada em Despoeiramento

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  • ormalmente o projeto Desta forma, um sistema de gases constituda pela soma Menor custo to ta l d o s i s t e m a d e resfriamento dos gases da vazo de combusto + (investimento, operao e ventilao parte de necessrio para possibilitar vazo de ar- fa lso pa ra manuteno), no obstante, N

    uma vazo estimada em o uso de filtros de mangas. resfriamento dos gases. o aumento da vazo total dos normas (ACGIH, OSHA, gases resulte num custo de A B I H ) c o m b a s e e m Conforme o Grafico1, o Os gases de combusto so investimento alto;generalizaes de expe- Polister o material mais provenientes da queima de Baixa histerese, ou seja, rincias prticas. econmico den t re as Diesel Metropolitano. A o intervalo de tempo entre C o n t u d o , a p l i c a e s m a n g a s f i l t r a n t e s vantagem da queima deste uma modificao na entrada especficas carecem de d isponve is em nosso combustvel o baixssimo de ar e a obteno da bibliografia especializada, Mercado ; po r ta n to , a t e o r d e e n x o f r e temperatura desejada dificultando sobremaneira o temperatura dos gases deve (

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    600

    0 7 11 15 20 26 33 41 50 62Percentual em Volume do Gs Secundrio

    oC

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    20

    40

    60

    80

    100%Peso

    Temperatura do GsPonto de OrvalhoReduo da Captao

    Fig.2: Variao da Temperatura, do Ponto de Orvalho e do Percentual Mssico

    de ar-falso (expresso como reduo de captao) em funo do percentual

    em volume de ar-falso.

    Fig.3: Resultados da Simulao da mistura dos gases de combusto e ar-falso para a condio de vazo mxima dos motores (Simulador de Filtrao Industrial PROTEUS).

    Consumo de Diesel (L/h)

    Vazo de Combusto 570oC, (m 3/h)

    Vazo de Ar insuflado 20 oC, (m 3/h)

    Vazo Total 120oC, (m 3/h)

    Vazo Total nas CNTP, (Nm3/h)

    103,5 3885 6489 10485 7134 6 225 376 608 414

    Tab.1: Resultados de simulao das condies extremas de operao.(CNTP = Condies Normais de Temperatura e Presso)

    O percentual de adio de Observe que, conforme a ar-falso 84,8%Peso para tendncia da curva azul da t o d o s o s c a s o s . F o i Fig.2, se adicionado mais ar-considerada a densidade f a l s o q u e o v a l o r m x i m a d o D i e s e l especificado, a temperatura Metropolitano (0,865Kg/L). dos gases a t ing i r a O consumo de 103,5L/h se temperatura do ponto de refere a condio dos sete orvalho cido, permitindo motores em operao, a s s i m , q u e h a j a a enquanto que, o consumo de co nd en sa o de c id o 6L/h se refere a condio de sulfrico na corrente gasosa. apenas um motor operando. Esta condensao, alm de

    c a u s a r c o r r o s o n a s Na Fig.2 apresentada a estruturas metlicas do variao da temperatura e si st em a, ca us a at aq ue do ponto de orvalho cido qumico das mangas por desde a adio de zero at sulfonao, o que se traduz 62%Volume de ar-falso para por precoce e drstica reduo da temperatura de re du o da re si st n ci a

    o o mecnica das mesmas.570 C para 120 C.

    Na Fig.3 so apresentados os dados de composio q u m i c a e d e m a i s parmetros fsicos dos gases. Estes parmetros no variam com o percentual de ar-falso adicionado, pois, independentemente do nmero de motores ligados, o percentual de ar falso para reduzir a temperatura de

    o o570 C para 120 C sempre ser 84,8% Peso.Observe que a umidade final dos gases que chegam no filtro de mangas no excede 2,1%Volume. No caso extremo, em que o ar-falso captado num dia chuvoso (umidade mxima do ar-falso), a umidade final dos gases a serem filtrados ser de 3,9%Volume, ou seja, a i n d a p e r f e i t a m e n t e tolervel pelo polister.

    Desta forma, a vazo 3mxima ser 10485m /h.

  • Considerando, uma relao PID suportado num CLP ou p a r a q u e n o h a j a sistema, dimensionamento ar-pano de 1,1m/min (valor controlador com entradas interferncia na performance bsico do filtro de mangas, conservativo para este tipo 4-20mA. dos motores. assim como, foi possvel d e f i l t r a o ) s e r o D u a s e n t r a d a s d e Como sadas poderemos ter verificar se a especificao necessrias cerca de 110 temperatura, antes e depois o controle de rotao do de mangas esco lh ida mangas 150x3000mm para da entrada de ar falso, e ventilador atravs de um s u p o r t a a f a i x a d e espelho dimetro 160x5mm, outra entrada de presso inve rsor de freqnc ia , composio qumica gasosa por exemplo. esttica antes da entrada de assim como, uma vlvula que existir na prtica.U m a e s p e c i f i c a o ar-falso. A presso esttica borboleta para insuflamento adequada ao Processo a antes da entrada de ar-falso de ar-falso antes do filtro.manga Renner PE/PE 551 deve ser monitorada, porque Por Eng.QumicoCS17. c o n f o r m e o s d a d o s Desta forma, em questo de Tito de Almeida Pacheco

    fornecidos pelos Fabricantes poucos minutos foi possvel [email protected] sistema poder ter uma dos Motores, ela deve ficar determinar com boa margem Vortex Consultoria Industrialmalha de controle com duplo na faixa de 0 +600mmCA de segurana a vazo do

    TecnologiaTecnologia

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    F1-5B - APRESENTAO VORTEX CONSULTORIA INDUSTRIAL - 1p

    F1-6A - APRESENTAO VORTEX CONSULTORIA INDUSTRIAL - 3p