Trocadores de calor de placa

Disponível somente no TrabalhosFeitos
  • Páginas : 10 (2422 palavras )
  • Download(s) : 0
  • Publicado : 14 de agosto de 2011
Ler documento completo
Amostra do texto
Conhecendo os Trocadores de Calor a Placas

Jorge A. W. Gut e José M. Pinto Dep. de Eng. Química - Universidade de São Paulo Av. Prof. Luciano Gualberto, trav. 3, 380 São Paulo / SP - 05508.900 jompinto@usp.br

1. Introdução O termo “trocador de calor a placas” e a sigla PHE (plate heat exchanger) são normalmente usados para representar o tipo mais comum de trocador a placas: o “trocador decalor a placas com gaxetas” (gasketed plate heat exchanger ou plate and frame heat exchanger). Entretanto, existem ainda outros tipos menos comuns de trocadores a placas, como o espiral ou o de lamela. Em todos eles, os fluidos escoam por estreitos canais e trocam calor através de finas chapas metálicas. Neste artigo serão apresentados os trocadores a placas com gaxetas, destacando suas principaiscaracterísticas de construção e de operação. Alguns exemplos de PHEs são mostrados na Figura 1.

Figura 1: Diferentes modelos de trocadores de calor a placas com gaxetas ou PHEs (APV/Invensys) Os PHEs foram introduzidos comercialmente na década de 30 para atender às exigências de higiene e limpeza das industrias alimentícias e farmacêuticas, pois eles podem ser facilmente desmontados, limpos einspecionados. Entretanto, contínuos aperfeiçoamentos tecnológicos tornaram o PHE um forte concorrente aos tradicionais trocadores de casco-e1

tubos ou duplo-tubo em várias outras aplicações industriais. Atualmente os PHEs são extensamente empregados em diversos processos de troca térmica entre líquidos com pressões e temperaturas moderadas (até 1,5 MPa e 150 oC) quando se deseja altaeficiência térmica. 2. Construção e Materiais Os PHEs são formados basicamente por um pacote de finas placas metálicas prensadas em um pedestal, como mostra a Figura 2. O pedestal possui uma placa fixa, uma placa de aperto móvel, barramentos inferior e superior e parafusos de aperto. As placas fixa e de aperto possuem bocais para conexão das tubulações de alimentação e de coleta dos fluidos.

Figura 2:Trocador de calor a placas aberto e suas partes principais As placas do PHE possuem orifícios nos cantos para a passagem dos fluidos e são seladas nas extremidades por gaxetas (também chamadas de juntas) de material elastomérico. Quando as placas são alinhadas e prensadas no pedestal, forma-se entre elas uma série de canais paralelos de escoamento. A parte central da placa é corrugada (ondulada)para aumentar a turbulência do escoamento dentro destes canais e também para aumentar a resistência mecânica do pacote de placas, que pode ter de 3 a 700 placas dependendo da capacidade do pedestal. Existe uma grande variedade de tamanhos e desenhos de placas, como pode ser visto na Figura 3. A área de troca térmica por placa varia de 0,03 a 3,6 m2 e a espessura da chapa é de cerca de 1 mm. Os tiposmais comuns de corrugações são a chevron (ou “espinha de peixe”) e a washboard (ou “tábua de lavar”), indicados na Figura 3. O ângulo de inclinação das ranhuras chevron é um parâmetro muito importante para o dimensionamento do PHE pois ele tem forte influência sobre os coeficientes de troca térmica e sobre a perda de carga dos fluidos.

2

Figura 3: Variedade de tamanhos e desenhos de placaspara os PHEs (SEC Plate and Frame) O pedestal do PHE é normalmente construído em aço carbono com pintura anticorrosiva. Já as placas são feitas de algum metal dúctil que possa ser laminado e prensado e que também seja resistente à corrosão. Para a maior parte das aplicações usa-se o aço inoxidável AISI-316, mas outros materiais mais nobres podem ser utilizados como o titânio ou ligas de cobre eníquel, dependendo das condições de processo. As gaxetas são fabricadas com elastômeros, em especial as borrachas butílicas e nitrílicas. Outros materiais, como o amianto, podem ser usados quando se deseja trabalhar com temperaturas superiores a 150 oC. 3. Configuração O espaço compreendido entre duas placas é um canal de escoamento, que pode ter uma espessura de 1,5 a 5 mm. O fluido entra e sai...
tracking img