17.ago ametista 14.15_324_light
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Avaliação hidrodinâmica e térmica de alternativas
tecnológicas para mitigação de incrustações em trocadores de calor de
hidrogeradores
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José Rodrigo da Costa Azevedo Neto
Prof. Maurício Nogueira Frota Sergio L. Braga Epifânio Mamani Juan José Milon Jaime Mamani
Equipe
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Usina de Fontes Nova
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Sistema de adução Usina Fontes Nova
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Reservatório de Lajes
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Necessidade do projeto
• Redução do número de paradas anuais dos Geradores da Usina Fontes Nova para limpeza dos Resfriadores de Ar
Maior Disponibilidade
do Gerador ao Sistema
Redução dos custos
de manutenção
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Depósitos sólidos nos Resfriadores de Ar
do Gerador
O problema.
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Incrustações
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Alternativa tecnológica para avaliação de aplicabilidade
Proposta do Hidroflow - Incrustação zero? Eficiência ?
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Foto 9: colônias de cianobactérias e algas clorofíceas e detrito amorfo
Foto 10: Filamentos de cianobactérias
Análises biológicas do biofounlingUNIRIO (Grupo de Pesquisa da Prof. Dra. Christina Castelo Branco)
Material analisado
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Facilidade de acesso e intervenção
Que equipamento analisar?
Resfriadores de óleo dos Mancais
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SP: Sensor de pressãoST: Sensor de temperaturaCT: Conversor de temperatura
Projeto (Monitorar Pressões, Temperaturas, vazão de água)
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Sistema de medição desenvolvido
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Fabricação dos bocais ASME
Medição de vazão
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Bocal ASME (padrão) montado c/sensores
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Sistema de sensores montados
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02
2
zseg
V
D
Lfz
g
PP AB
2
)(
2
22 V
D
Lf
V
D
LfPP AB
A
mVG
G
D
LfP
2
2
cteDA
Lf
m
P
22 2
Escoamento Turbulento
Fundamentos do escoamento em dutos
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A
mVG
G
D
LfP
2
2
Fundamentos da Dinâmica de Fluidos: Queda de pressão em dutos
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molhadaH
H A
VolD
G
D
LfP
4
2
2
HDG
Re
HDA
Lf
m
P22 2
O número de Reynolds é maior que 1000 (escoamento turbulento), então f =cte
Queda de pressão em Trocadores de Calor tipo Placas
1.
2.
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Reynolds > 1000 (escoamento turbulento), então f =cte
HDA
Lf
m
P22 2
Efetividade de trocadores
de calor (placas verticais)
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Instalação do HydroFLOW
Modelo P-160, 85 cm de altura e 6 kg Ф: 160 a 200 mm; Corrente alternada (32 a 92 mA) 90 a 260 VAC/47-63 Hz
Junção de sais bi-polares da água, os íons dos depósitos e resíduos são polarizados pelo efeito do campo elétrico alternado induzido.
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Comparativo 1
Experimentos realizados : 3
79 dias
operação com hydroFLOW
19 fev a 08 mai
operação sem hydroFLOW
10 mai a 11 ago
Dias de teste
Experimento # 3operação com
hydroFLOW23 set a 10 nov até 22 dez
94 dias
Experimento # 2Experimento # 1
91 dias
Comparativo 1
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79 dias
operação com hydroFLOW
19 fev a 08 mai
operação sem hydroFLOW
10 mai a 11 ago
Dias de teste
Experimento # 3operação com
hydroFLOW23 set a 10 nov até 22 dez
94 dias
Experimento # 2Experimento # 1
91 dias
Comparativo 2
Comparativo 2
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Manutenção prévia
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Efeito do biofouling
no sistema de medição
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Comparativo 1: Hydroflow instalado em
tubulação secundária
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Hydroflow desligado
Hydroflow ligado
Comparativo de variação da Vazão mássica
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Hydroflow desligado
Hydroflow ligado
Comparativo de variação de pressão/vazão²
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Hydroflow desligado
Hydroflow ligado
Comparativo de variação de Efetividades
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Comparativo 2: Hidroflow no tubo de alimentação
principal
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Comparativo de variação de Vazão mássica
B – Hydroflow desligado
B – Hydroflow ligado
A – Hydroflow desligado
A – Hydroflow ligado
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Comparativo de variação de Pressão/vazão²
B – Hydroflow desligado
B – Hydroflow ligado
A – Hydroflow desligado
A – Hydroflow ligado
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Comparativo de variação de Efetividades
B – Hydroflow desligado
B – Hydroflow ligado
A – Hydroflow desligado
A – Hydroflow ligado
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Conclusões
Os experimentos atingiram seu objetivo. Verificou-se que a proposta tecnológica reduziu a formação de depósitos.
A posição de instalação do equipamento e a potência mostraram-se variáveis críticas para um melhor desempenho.
O Sistema de medição desenvolvido mostrou-se eficaz para avaliar a efetividade de trocadores de calor em uso em Usinas Hidrelétricas.
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Desdobramentos do Trabalho
Estudar parâmetros críticos relacionados ao posicionamento e potência do HydroFLOW visando maximizar o seu efeito.
Desenvolver procedimentos experimentais de controle do escoamento (repetitibilidade).
Estudar as águas e resíduos como estratégia de entendimento do complexo mecanismo de formação do biofouling.
Desenvolvimento de Software para Monitoramento da eficiência dos Resfriadores de Ar.
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Muito obrigado pela sua atenção!Jose Rodrigo da Costa Azevedo Neto <[email protected]>Maurício Nogueira Frota <[email protected]>