Projeto e simulação da caldeira de vapor pirotubular de 5 BHP sob normas do código ASME
DOI:
https://doi.org/10.34140/bjbv7n3-076Resumo
O presente projeto concentrou-se na modelagem e no projeto multifísico (estrutural-térmico) de uma caldeira de vapor de 5 Bhp. Este equipamento é de grande importância no setor alimentício, pois é utilizado em processos nos quais se requer vapor a alta pressão e temperatura. De acordo com o objetivo principal do projeto, foi projetada uma caldeira que atendeu aos rigorosos requisitos estabelecidos pela ASME Seção I. Este código internacional é considerado uma referência essencial para a fabricação e a operação segura de caldeiras, garantindo a integridade estrutural e o funcionamento adequado do vaso de pressão. O processo de projeto iniciou-se com a distribuição dos elementos que compõem a superfície de transferência de calor, como tubos de fumaça, câmaras de combustão e espelhos, bem como a seleção de materiais capazes de suportar altas temperaturas e pressões. Em seguida, procedeu-se ao projeto mecânico das partes que estarão expostas tanto a pressões internas quanto externas. A validação desse projeto foi realizada por meio de simulação computacional, utilizando ferramentas avançadas de modelagem e análise. Essas simulações possibilitaram uma avaliação abrangente do comportamento da caldeira em condições críticas de operação. Finalmente, foram elaborados os desenhos técnicos que descrevem em detalhe cada parte que a compõe, incluindo dimensionamento, materiais e soldagem.
Referências
AMERICAN SOCIETY OF MECHANICAL ENGINEERS. ASME boiler and pressure vessel code. Section I: rules for construction of power boilers. ed. New York: ASME, 2023.
DE BEAUMONT, M. et al. Nondestructive evaluation of boilers and heat exchangers using liquid penetrant inspection. Nondestructive Testing and Evaluation, v. 34, n. 3, p. 213-223, 2019.
IMBETT, D. Diseño de una marmita con una capacidad de 80 litros para la producción de yogurt – Bogotá, 2022.
INCROPERA, Frank P.; DEWITT, David P.; BERGMAN, Theodore L.; LAVINE, Adrienne S. Fundamentos de transferencia de calor y de masa. 8. ed. México: Wiley, 2017
KOHAN, A. L. Manual de calderas: principios operativos de mantenimiento, instalación, reparación, seguridad, requerimientos y normativa. España, 2000.
KREITH, F.; BOHN, M. S. Principles of heat transfer. 6. ed. Stamford: Cengage Learning, 2001. ISBN 978-0-534-37960-2.
MORALES, R. Diseño de una caldera pirotubular vertical. Colombia, 1998.
PUNINA, J. A. D.; ROBAYO, J. A. Diseño, construcción e instalación de un generador de vapor para el laboratorio de transferencia de calor. Riobamba, 2014.
SANTANA, R. Y. et al. Eficiencia energética en el uso del vapor para la cocción de alimentos. Santiago de Cali, 2016.
VACACELA, W. Estudio de parámetros de combustión en un calderín de 2 BHP y su efecto sobre su eficiencia. Ambato, 2019.
YÉPEZ, V. Selección e instalación de un sistema de vapor para una fábrica de sardinas. Guayaquil: ESPOL, Ecuador, 2012.
ZHANG, Z.; GUO, S. Nondestructive evaluation of pressure vessel welds using X-ray computed tomography and digital radiography. Measurement, v. 154, 2020.
