ROTEIRO DE AULA PRÁTICA – GERAÇÃO E DISTRIBUIÇÃO DE VAPOR
Unidade U1 – Introdução à geração de potência
Aula: Ciclo Rankine
Objetivos
Compreender o mecanismo da combustão de combustíveis;
Determinar teoricamente o poder calorífico do biodiesel;
Relacionar a composição química do combustível ao calor liberado na combustão.
Solução Digital
Utilizar o MS Excel para criação de planilhas de cálculo do calor de combustão e propriedades do biodiesel.
Procedimentos Práticos
Atividade
Determinação teórica do poder calorífico de um biodiesel hipotético.
Desenvolvimento
Criar uma planilha contendo:
composição dos ácidos graxos;
massas molares;
número de ligações químicas;
coeficientes estequiométricos da combustão.
Inserir fórmulas para cálculo da massa molar média do biodiesel utilizando a composição percentual dos componentes. Após preencher a composição da mistura, obter a massa molar média do combustível.
Em seguida, calcular:
calor de formação dos componentes;
energia de ligação;
calor de combustão de cada ácido graxo.
Por fim, determinar o poder calorífico total do biodiesel em diferentes temperaturas, como:
25°C;
600°C;
outras temperaturas solicitadas.
Avaliação
Responder: a) Por que o poder calorífico apresenta sinal negativo? b) Determinar o poder calorífico a 25°C, 800°C e 1200°C; c) Converter os valores de kJ/mol para kJ/kg utilizando a massa molar média; d) Determinar a energia liberada caso o biodiesel seja composto por apenas um ácido graxo; e) Comparar o poder calorífico do biodiesel com combustíveis sólidos e gasosos; f) Comparar os resultados com dados da literatura.
Checklist
Conferir separador decimal do Excel;
Verificar ligações químicas e coeficientes estequiométricos;
Confirmar se a soma da composição resulta em 100%;
Conferir sinais dos calores de formação.
Resultados Esperados
Os alunos deverão compreender:
o processo de combustão;
a influência da composição química no poder calorífico;
a aplicação de cálculos termoquímicos em combustíveis.
ROTEIRO DE AULA PRÁTICA – GERAÇÃO E DISTRIBUIÇÃO DE VAPOR
Unidade U3 – Geração de vapor: equipamentos
Aula: Caldeiras Flamotubulares
Objetivos
Elaborar um relatório operacional para casa de caldeiras;
Compreender a importância do controle operacional em sistemas de vapor.
Solução Digital
Uso do MS Excel para criação de planilhas e formulários operacionais.
Procedimentos Práticos
Atividade
Elaboração de uma folha de operação para caldeiras.
Desenvolvimento
Criar um relatório contendo:
data;
nome do operador;
turno;
equipamentos avaliados;
serviços executados;
período;
status das atividades;
ocorrências observadas.
O relatório deve possuir:
Cabeçalho com identificação das caldeiras e data;
Tabela de serviços executados;
Condições de funcionamento;
Campo de observações e assinaturas.
O objetivo é registrar informações operacionais para consulta entre operadores e supervisores, conforme exigências da NR-13.
Avaliação
Entregar:
folha operacional preenchida;
texto conclusivo sobre a atividade.
Checklist
Conferir preenchimento de todos os campos;
Verificar descrição adequada dos serviços.
Resultados Esperados
Os alunos deverão compreender:
a importância do controle operacional;
a documentação de inspeções;
o acompanhamento de atividades em casas de caldeiras.
ROTEIRO DE AULA PRÁTICA – GERAÇÃO E DISTRIBUIÇÃO DE VAPOR
Unidade U4 – Equipamentos, controle e segurança
Aula: Dispositivos de controle e segurança
Objetivos
Desenvolver um controlador PID para nível de água;
Compreender sistemas de instrumentação e controle.
Solução Digital
Utilização do software Scilab/Xcos para simulação de controle de processos.
Procedimentos Práticos
Atividade
Simulação do controle de nível de água em um tanque.
Desenvolvimento
No Scilab/Xcos:
Inserir função degrau (“STEP_FUNCTION”) para representar mudança de nível;
Configurar parâmetros da função;
Adicionar função de transferência (“CLR”);
Inserir painel gráfico (“CMSCOPE”) e comando “CLOCK”;
Conectar os elementos do sistema;
Executar a simulação inicial do nível de água.
Após isso:
adicionar controlador PID;
inserir bloco de soma (“SUMMATION”);
realizar controle por retroalimentação.
Testar diferentes valores de:
P (proporcional);
I (integral);
D (derivativo),
observando estabilidade, oscilações e tempo de resposta do sistema.
Avaliação
Responder: a) O que ocorre quando o nível desejado passa para 2 m? b) Como a alteração da função de transferência afeta o sistema? c) O que acontece ao substituir o degrau por uma entrada senoidal?
Checklist
Abrir corretamente o Scilab/Xcos;
Criar os diagramas conforme orientações;
Salvar diferentes versões do projeto;
Comparar os gráficos obtidos.
Resultados Esperados
Os alunos deverão:
aplicar conceitos de instrumentação e controle;
compreender o funcionamento de controladores PID;
analisar estabilidade e resposta dinâmica de sistemas.
Entrega
Enviar arquivo em Word contendo:
respostas das questões;
gráficos obtidos;
conclusão final;
referências em padrão ABNT, quando necessário.