Cálculos do Sistema de Escape
Exemplo de Cálculo da
Contrapressão do Escape: A disposição de um sistema de escape mostrado na
Figura 6-11 especifica um tubo flexível com diâmetro de 125 mm (5 pol) por 610
mm (24 pol) de comprimento na saída de escape do motor, um silencioso de grau
crítico com diâmetro de entrada de 150 mm (6 pol), 6,10 m (20 pés) de tubo com diâmetro
de 150 mm (6 pol) e um cotovelo com raio longo de 150 mm (6 pol). A Folha de
Especificações do grupo gerador indica que o fluxo do gás de escape do motor é
de 76,9 m3/min [2,715 cfm (pés3/min)] e que a contrapressão máxima permitida de
escape é de 1040 mm (41 pol) de coluna de água.
Este procedimento envolve o
cálculo da contrapressão de escape causada por cada elemento (tubos flexíveis, silenciosos,
cotovelos e tubulações) e a comparação da contrapressão total com a
contrapressão máxima permitida.
1. Calcule a contrapressão de
escape causada pelo silencioso. A Figura 6-12 é um gráfico típico da contrapressão
do silencioso. Para cálculos mais precisos obtenha os dados com o fabricante do
silencioso e utilize a Figura 6-12:
a. Calcule a área da seção
transversal da entrada do silencioso utilizando a Tabela 6-1 (0,1963 pés2 neste
exemplo).
b. Obtenha a taxa de fluxo do gás
de escape com o fabricante do motor, (Os dados do gás de escape para os
produtos da Cummins Power Generation encontram-se no Cummins Power Suite). Para
este exemplo este valor é de 2715 cfm.
c. Calcule a velocidade do gás de
escape em pés por minuto (fpm) dividindo o fluxo do gás de escape (cfm) pela
área da entrada do silencioso, como segue:
f89a
c. Utilizando a Figura 6-12,
calcule a contrapressão causada por este fluxo no silencioso utilizado.
Neste exemplo, as linhas
tracejadas na Figura 6-12 mostram que o grau crítico do silencioso causará uma
contrapressão de aproximadamente 21,5 polegadas de coluna de água.
2. Calcule os comprimentos
equivalentes de todas as conexões e as seções dos tubos flexíveis utilizando a
Tabela 6-2.
1) tubo flexível de 24 pol. 4
pés.
2) cotovelo com raio longo de 6
pol. 11 pés
3) 20 pés de tubo de 6 pol. 20
pés
3. Calcule a contrapressão no
fluxo de escape por unidade de comprimento do tubo para cada diâmetro nominal
de tubo utilizado no sistema. Neste exemplo são utilizados tubos com diâmetro
nominal de 5 e 6 polegadas. Seguindo as linhas tracejadas na Figura 6-13, o
tubo de 5 pol. causa uma contrapressão de aproximadamente 0,34 polegadas de
coluna de água por pé e o de 6 pol. uma contrapressão de cerca de 0,138
polegadas de coluna de água (C.A.) por pé.
4. Some o total das
contrapressões de todos os elementos do exemplo, como segue:
O cálculo indica que a disposição
da tubulação é adequada em termos de contrapressão de escape, visto que a soma das
contrapressões é menor que a contrapressão máxima permitida de 41 polegadas de
coluna de água (C.A.).
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