Trocadores de calor

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UNIVERSIDADE DE FRANCA


QUÍMICA INDUSTRIAL


OPERAÇÕES UNITÁRIAS I


PROF. ANTONIO BATISTA


TROCADORES DE CALOR
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Trocadores de Calor

• Definição
Recuperadores
• Tipos de Trocadores
Correntes paralelas
Multipasses e correntes cruzadas
Coaxiais
Trocador de Calor de Casco e Tubos
Compactos
• Cálculo de umTrocador de Calor
DTML
coeficiente global de transferência de calor
NUT
• Aplicações de Trocadores de Calor
Torres de Refrigeração
Condensadores
Evaporadores
Leito Fluidizado
Codicionadores de ar
Aquecedores
Alambique
Radiador Automotivo
Manutenção de um Trocador

TROCADOR DE CALOR
[pic]Trocador de calor é o dispositivo usado para realizar o processo da troca térmica entre dois fluidos em diferentes temperaturas. Este processo é comum em muitas aplicações da Engenharia. Podemos utilizá-los no aquecimento e resfriamento de ambientes, no condicionamento de ar, na produção de energia, na recuperação de calor e no processo químico. Em virtude das muitas aplicações importantes, apesquisa e o desenvolvimento dos trocadores de calor têm uma longa história, mas ainda hoje busca-se aperfeiçoar o projeto e o desempenho de trocadores, baseada na crescente preocupação pela conservação de energia.





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Recuperadores

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TIPOS DE TROCADORES DE CALOR
 
Os trocadores de calor porem ser classificados de acordo com:
- A disposição dascorrentes dos fluidos: correntes paralelas, contracorrente, correntes cruzadas e multipasse.
- Tipo de construção: segundo a construção os trocadores podem ser de tubos coaxiais, casco e tubos e compactos.
Correntes Paralelas e Contracorrente
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Multipasse e com Correntes Cruzadas
Multipasse
Existem situações em que, devido a restrições de espaço, econômicas ou condições técnicasespecíficas opta-se por construir trocadores com multipasse nos tubos e ou no casco.

Trocadores de Calor de Correntes Cruzadas

Nos trocadores de calor de correntes cruzadas, os fluidos se deslocam com correntes perpendiculares uma à outra. Neste caso os trocadores podem ser aletados ou sem aletas, diferindo-se pelo fato dos fluidos que se movem sobre os tubos estarem não misturados oumisturados respectivamente. No primeiro caso o fluido é não misturado, pois as aletas impedem o movimento na direção transversal à direção principal da corrente, o que já é possível nos tubos sem aletas, e as variações de temperatura, neste caso ocorrem principalmente na direção principal da corrente.
Nos dois casos anteriores é possível aplicar as equações já apresentadas para trocadores emcorrente e contracorrente simples, com a seguinte modificação:
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onde ∆Tml cc é o calculado para contracorrente e F pode ser obtido dos ábacos abaixo para cada caso. [pic]
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Trocador de Calor de Tubos Coaxiais
 
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Trocador de Calor de Casco e Tubos

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Trocador de Calor casco e tubos com um passe no casco e um passe nos tubos(Contracorrente).
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- Trocador de Calor casco e tubos:
a - Um passe no casco e dois passes nos tubos.
b - Dois passes no casco e quatro passes nos tubos.


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- Feixe tubular com tubos espiralados (alto rendimento térmico)

Trocadores de Calor Compactos

Os trocadores de calor compactos são usados, tipicamente, quando se deseja ter uma grande área de transferência decalor por unidade de volume e pelo menos um dos fluidos é um gás. Um bom exemplo é o radiador do sistema de refrigeração dos motores automotivos.
Existem muitas configurações diferentes de tubos e de placas, cujas diferenças se devem principalmente ao modelo e à disposição das aletas. As características da transferência de calor e do escoamento foram determinadas para configurações...
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