Avaliação da produção e do rendimento do sistema de liquefação de nitrogênio pelo método de Stirling
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Data
2018-06-14
Autores
Schneider, Johan Krauze
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Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Resumo
Over the years, Liquid Nitrogen has become indispensable in many areas, both for academic purposes and applications in the automotive, steel, oil and gas, chemical, energy, food and beverage industries and public health, demanding large-scale production. The Nitrogen Liquefier of the Stable Isotopes Center “Prof. Dr. Carlos Ducatti” was installed in 1994 and has, since then, distributed NL to all campus departments that need it, as well to some private companies. Liquid nitrogen syntheses requires only electric energy and atmospheric air, making its obtainment and production easy, however no study was made on the performance of the machine. Therefore, the objective of this work is to quantify the actual production of liquid nitrogen and the efficiency of the machine in the supply and storage. The process includes integral and differential calculations to find out the actual value of the tank capacity, yield analyses on the tank and cylinder refuel and storage to determine how much liquid nitrogen is lost over refuel and over the time of inactivity, the liter per hour production rate. Was observed a new volume of the tank of nitrogen and calculated that the machine should have a nominal production of 12.4 liters per hour, however the result obtained were not suitable with the data provided by the company Stirling Cryogenic
O Nitrogênio Líquido ao longo dos anos tornou-se indispensável em diversas áreas, tanto para fins acadêmicos como aplicações em industrias automotivas, siderúrgicas, de petróleo e gás, química, de energia, de bebidas e alimentos e na área da saúde, demandando uma produção em larga escala. A Liquefatora de Nitrogênio do Centro de Isótopos Estáveis “Prof. Dr. Carlos Ducatti” foi instalada em 1994 e desde então faz a distribuição de nitrogênio líquido para todos os departamentos do campus que necessitam de tal, assim como para algumas empresas privadas. A síntese de nitrogênio líquido exige apenas energia elétrica e ar atmosférico, tornando fácil sua obtenção e produção, contudo nenhum estudo foi feito em cima da capacidade de produção da máquina. Sendo assim, o objetivo desse trabalho foi quantificar a produção real de nitrogênio líquido e a perda da máquina no abastecimento e armazenamento. O processo inclui cálculo integral e diferencial para descobrir o valor real da capacidade do tanque antes estimada em 800 litros, análise da perda no abastecimento e armazenamento do tanque e dos botijões para determinar o quanto perde de nitrogênio líquido ao longo do abastecimento e ao longo do tempo de inatividade e avaliações estatísticas em relação a taxa de produção litro por hora. Foi observado um novo volume total do tanque de nitrogênio líquido e também foi calculado que a máquina deveria ter uma produção nominal de 12,4 litros por horas, porém os resultados obtidos não foram condizentes com os dados fornecidos pela empresa Stirling Cryogenics
O Nitrogênio Líquido ao longo dos anos tornou-se indispensável em diversas áreas, tanto para fins acadêmicos como aplicações em industrias automotivas, siderúrgicas, de petróleo e gás, química, de energia, de bebidas e alimentos e na área da saúde, demandando uma produção em larga escala. A Liquefatora de Nitrogênio do Centro de Isótopos Estáveis “Prof. Dr. Carlos Ducatti” foi instalada em 1994 e desde então faz a distribuição de nitrogênio líquido para todos os departamentos do campus que necessitam de tal, assim como para algumas empresas privadas. A síntese de nitrogênio líquido exige apenas energia elétrica e ar atmosférico, tornando fácil sua obtenção e produção, contudo nenhum estudo foi feito em cima da capacidade de produção da máquina. Sendo assim, o objetivo desse trabalho foi quantificar a produção real de nitrogênio líquido e a perda da máquina no abastecimento e armazenamento. O processo inclui cálculo integral e diferencial para descobrir o valor real da capacidade do tanque antes estimada em 800 litros, análise da perda no abastecimento e armazenamento do tanque e dos botijões para determinar o quanto perde de nitrogênio líquido ao longo do abastecimento e ao longo do tempo de inatividade e avaliações estatísticas em relação a taxa de produção litro por hora. Foi observado um novo volume total do tanque de nitrogênio líquido e também foi calculado que a máquina deveria ter uma produção nominal de 12,4 litros por horas, porém os resultados obtidos não foram condizentes com os dados fornecidos pela empresa Stirling Cryogenics
Descrição
Palavras-chave
Liquid Nitrogen, Nitrogen Liquefier, Stirling Cycle, Production, Ciclo de Stirling, Liquefatora de nitrogênio, Nitrogênio líquido, Produção