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Projeto de circuito hidráulico para estação de água desmineralizada de uma usina nuclear

Resumo

 
Projeto de circuito hidráulico  – Os circuitos hidráulicos e seus componentes (bombas, válvulas, tubulações, etc.) possuem um papel fundamental nos setores industriais e petrolíferos. Uma vez que haja necessidade de transporte de um determinado fluido, esse sistema é empregado para visualizar e controlar os equipamentos e, posteriormente, realizar os cálculos de carga, velocidade do escoamento, dentre outras coisas. O objetivo deste trabalho é apresentar cada etapa do projeto de circuito hidráulico para uma usina nuclear, detalhando os cálculos por meio de equações matemáticas e com auxílio de planilhas Excel. Os resultados foram satisfatórios porque foi possível projetar um sistema que atendesse os requisitos de operação.

Introdução

Este trabalho de Projeto de circuito hidráulico possui como motivação a aplicação para uma usina nuclear. Com isso, neste capítulo será explicado o seu princípio de funcionamento e seus circuitos primário, secundário e terciário. A estação de água desmineralizada da usina será identificada e descrita, bem como o circuito com as resinas utilizado no projeto.

O desenvolvimento do presente trabalho possibilitou a concepção e dimensionamento de um novo circuito hidráulico contendo resinas para uma estação de água desmineralizada de uma usina nuclear. Além disso, permitiu uma pesquisa de novos materiais para tubulações e diferentes modelos de bombas utilizados atualmente na indústria química. Todos os cálculos de perda de carga que resultaram nas escolhas das bombas foram devidamente justificados e adaptados aos fluidos utilizados.

Ao estudar os diferentes tipos de materiais para tubulações no mercado e sua compatibilidade com as resinas (ácido sulfúrico e soda cáustica), verificou-se que, dentre os três candidatos (aço carbono com revestimento em zinco, aço inoxidável 304 e polímero PVDF), o PVDF foi o material que melhor atendeu aos critérios estabelecidos.

Dentre eles, pode-se citar a excelente compatibilidade com ácidos e bases fortes, baixo custo com relação aos outros aços, além de fácil manuseio e reciclagem. Em seguida, a escolha do tipo de bomba e seu tipo de vedação foi essencial para o seguimento do projeto. Após uma comparação entre as bombas tradicionais com vedação por selo mecânico com as bombas magnéticas com vedação hermética, verificou-se que a não ocorrência de vazamentos era essencial para segurança humana e ambiental da operação. Isso levou a escolha das bombas magnéticas, pois era a que melhor atendia a esse critério, além de não necessitar manutenções recorrentes.

Com isso, os cálculos de perda de carga possibilitaram obter as curvas dos sistemas ácido sulfúrico e hidróxido de sódio. Uma comparação entre dois fornecedores (March Pump e Gemme Cotti) foi feita e as bombas escolhidas eram ambas pertencentes ao fornecedor March Pump, pois atendia a todos os critérios determinados. A seleção levou em conta o BEP (Best Efficiency Point) do ponto de operação com a vazão de projeto, além da não ocorrência de cavitação.

Autor: Ronaldo Fonseca Junior.

Projeto de circuito hidráulico


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