Dimensionamento da linha de retorno de condensado (vapor flash)
Informe a pressão do vapor antes do purgador, a vazão de condensado e a pressão de retorno para obter a fração e a vazão de vapor flash e o diâmetro recomendado da linha de retorno pela velocidade do vapor flash. Abaixo estão as hipóteses, as fontes e a verificação com exemplos publicados.
Verificação: comparação com valores publicados
Exemplos publicados da Spirax Sarco e da Armstrong ao lado do resultado desta calculadora com as mesmas entradas. Os valores publicados estão arredondados a uma casa decimal. A tabela é recalculada a cada build, que falha se algum valor sair da tolerância.
| Item | Valor publicado | Valor da calculadora | Fonte |
|---|---|---|---|
| F1 | |||
| Fração de vapor flash | 13.4 % | 13.40 % | Exemplo da Spirax Sarco "Flash Steam": 7 bar g → 0 bar g, condensado 250 kg/h |
| Vazão de vapor flash | 33.5 kg/h | 33.49 kg/h | Exemplo da Spirax Sarco "Flash Steam": 7 bar g → 0 bar g, condensado 250 kg/h |
| F2 | |||
| Vazão de vapor flash | 24.5 kg/h | 24.51 kg/h | Exemplo da Spirax Sarco "Flash Steam": 7 bar g → 1 bar g, condensado 250 kg/h |
| F3 | |||
| Fração de vapor flash | 10.6 % | 10.63 % | Exemplo de aplicação do catálogo Armstrong Flash Recovery Vessel: 100 psig → 10 psig |
Base de cálculo
Supõe-se que a água saturada antes do purgador expande adiabaticamente até a pressão de retorno, e a fração flash vem de um balanço de energia. As propriedades de saturação são interpoladas da mesma tabela IAPWS-IF97 da calculadora de vapor.
| Item | Equação | Observação |
|---|---|---|
| Pressão absoluta | p_abs = p_g + 101.325 kPa | Soma a pressão atmosférica padrão, 101,325 kPa |
| Propriedades de saturação | h_f, h_fg, v_g, v_f = f(p_abs) | Tabela IAPWS-IF97, interpolação de 4 pontos em ln(p) (a mesma da calculadora de vapor) |
| Fração flash | x = (h_f1 − h_f2) / h_fg2 | O excesso de calor sensível evapora parte da água com o calor latente na pressão de retorno (balanço de energia) |
| Vapor flash e líquido restante | ṁ_f = x · ṁ, ṁ_l = (1 − x) · ṁ | Divide a vazão de condensado em vapor e líquido |
| Vazão volumétrica de vapor flash | Q_f = ṁ_f · v_g2 | Volume específico do vapor saturado na pressão de retorno, v_g2 |
| Diâmetro interno necessário | D = √(4 Q_f / (π V)) | A partir da velocidade de projeto do vapor flash; recomenda-se o menor diâmetro padronizado com pelo menos esse interno |
Velocidade de projeto: pelo vapor flash
A linha de descarga do purgador leva vapor flash junto com o condensado. Em volume o vapor flash domina (de 7 bar g para a atmosfera ocupa mais de 200 vezes o volume do líquido), por isso a linha é dimensionada pela velocidade do vapor flash.
A Spirax Sarco, em "Sizing Condensate Return Lines", trata as descargas de purgadores como linhas de vapor muito úmido, a dimensionar com velocidades igualmente baixas, e indica 15 a 20 m/s para vapor úmido. Esta calculadora usa por padrão o limite inferior, 15 m/s, como valor prático e avisa acima de 20 m/s.
Uma linha subdimensionada eleva a velocidade do vapor flash e a contrapressão, o que pode causar golpe de aríete, reduzir a capacidade do purgador e alagar o equipamento. Condensado bombeado (só líquido), seleção de purgadores e análise de golpe de aríete estão fora desta calculadora.
Tabelas de dimensões de tubos
Escolha uma norma de tubo para ver diâmetro externo, espessura e diâmetro interno por tamanho.
STPG Sch40 (KS D 3562 / JIS G3454)
Tubo de aço-carbono para pressão KS D 3562 / JIS G 3454 Sch40. Padrão desta calculadora.
| Diâmetro | Diâm. externo mm | Parede mm | Diâm. interno mm |
|---|---|---|---|
| 15A | 21.7 | 2.8 | 16.1 |
| 20A | 27.2 | 2.9 | 21.4 |
| 25A | 34.0 | 3.4 | 27.2 |
| 32A | 42.7 | 3.6 | 35.5 |
| 40A | 48.6 | 3.7 | 41.2 |
| 50A | 60.5 | 3.9 | 52.7 |
| 65A | 76.3 | 5.2 | 65.9 |
| 80A | 89.1 | 5.5 | 78.1 |
| 100A | 114.3 | 6.0 | 102.3 |
| 125A | 139.8 | 6.6 | 126.6 |
| 150A | 165.2 | 7.1 | 151.0 |
| 200A | 216.3 | 8.2 | 199.9 |
| 250A | 267.4 | 9.3 | 248.8 |
| 300A | 318.5 | 10.3 | 297.9 |
SGP (KS D 3507 / JIS G3452)
Tubo de aço-carbono KS D 3507 / JIS G 3452 (SPP/SGP). Apenas abaixo de 1 MPa (KDS 31 25 25:2021).
| Diâmetro | Diâm. externo mm | Parede mm | Diâm. interno mm |
|---|---|---|---|
| 15A | 21.7 | 2.8 | 16.1 |
| 20A | 27.2 | 2.8 | 21.6 |
| 25A | 34.0 | 3.2 | 27.6 |
| 32A | 42.7 | 3.5 | 35.7 |
| 40A | 48.6 | 3.5 | 41.6 |
| 50A | 60.5 | 3.8 | 52.9 |
| 65A | 76.3 | 4.2 | 67.9 |
| 80A | 89.1 | 4.2 | 80.7 |
| 100A | 114.3 | 4.5 | 105.3 |
| 125A | 139.8 | 4.5 | 130.8 |
| 150A | 165.2 | 5.0 | 155.2 |
| 200A | 216.3 | 5.8 | 204.7 |
| 250A | 267.4 | 6.6 | 254.2 |
| 300A | 318.5 | 6.9 | 304.7 |
ASME B36.10M Sch40
ASME B36.10M Sch40 (dimensões em polegadas).
| Diâmetro | Diâm. externo mm | Parede mm | Diâm. interno mm |
|---|---|---|---|
| 15A (1/2) | 21.34 | 2.77 | 15.8 |
| 20A (3/4) | 26.67 | 2.87 | 20.93 |
| 25A (1) | 33.4 | 3.38 | 26.65 |
| 32A (1-1/4) | 42.16 | 3.56 | 35.05 |
| 40A (1-1/2) | 48.26 | 3.68 | 40.89 |
| 50A (2) | 60.33 | 3.91 | 52.5 |
| 65A (2-1/2) | 73.03 | 5.16 | 62.71 |
| 80A (3) | 88.9 | 5.49 | 77.93 |
| 100A (4) | 114.3 | 6.02 | 102.26 |
| 125A (5) | 141.3 | 6.55 | 128.19 |
| 150A (6) | 168.28 | 7.11 | 154.05 |
| 200A (8) | 219.08 | 8.18 | 202.72 |
| 250A (10) | 273.05 | 9.27 | 254.51 |
| 300A (12) | 323.85 | 10.31 | 303.23 |
Fontes
- Spirax Sarco, Steam Engineering Tutorials, "Flash Steam"
- Spirax Sarco, Steam Engineering Tutorials, "Sizing Condensate Return Lines"
- Armstrong International, Flash Recovery Vessel (catalog)
- IAPWS-IF97 (Associação Internacional para as Propriedades da Água e do Vapor), a mesma tabela de vapor saturado da calculadora de vapor
Perguntas frequentes
Como se calcula a fração de vapor flash?
A diferença entre a entalpia da água saturada antes do purgador, h_f1, e na pressão de retorno, h_f2, evapora água com o calor latente h_fg2 da pressão de retorno: x = (h_f1 − h_f2) / h_fg2. De 7 bar g para a atmosfera dá cerca de 13,4 %, igual ao exemplo da Spirax Sarco.
Que pressão de retorno devo informar?
Informe 0 se a linha vai para um tanque aberto à atmosfera. Se trabalha contra a pressão de um tanque de condensado ou de flash, ou contra uma elevação, informe essa pressão manométrica. Quanto maior a pressão de retorno, menos vapor flash.
Esta calculadora serve para linhas de condensado bombeado?
Não. Depois da bomba só escoa líquido, sem vapor flash, então dimensione como linha de água com a calculadora de tubulação (por velocidade ou perda por atrito). Seleção de purgadores e golpe de aríete também ficam de fora.
Última atualização em 2026-11-01.