Trocadores de calor

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TROCADORES DE CALOR
1. INTRODUÇÃO Como discutimos ao longo do curso de Transmissão de Calor, frequentemente estamos interessados em transferir energia térmica de um sistema para a vizinhança ou entre partes de um sistema. Isto é feito através de um equipamento, chamado de Trocador de Calor, muito comum de ser encontrada em indústrias. Podemos classificar os trocadores de diversas maneiras:quanto ao modo de troca de calor, quanto ao número de fluidos, tipo de construção, etc. De uma forma mais básica, duas classificações vão nos interessar: aquela que divide os trocadores entre aqueles que utilizam o contato direto e os de contato indireto e uma outra que os classifica em função das suas características de construção.

2. CLASSIFICAÇÃO DE TROCADORES DE CALOR

Classificação deTrocadores de Calor

DE ACORDO A PROCCESOS DE TRANSFERENCIA

DE ACORDO A TIPO DE CONSTRUÇÃO

2.1. CLASSIFICAÇÃO DE ACORDO COM PROCESSOS DE TRANSFERÊNCIA Nesta categoria, trocadores de calor são classificados em: de contato indireto e de contato direto.

DE ACORDO A PROCCESOS DE TRANSFERENCIA

CONTATO DIRETO

CONTATO INDIRETO

TRANSFERENCIA DIRETA

TIPO ARMACENAMIENTO

2.1.1. TROCADORESDE CALOR DE CONTATO INDIRETO Em um trocador de calor de contato indireto, os fluidos permanecem separados e o calor é transferido continuamente através de uma parede, pela qual se realiza a transferência de calor. Os trocadores de contato indireto classificam-se em: trocadores de transferência direta e de armazenamento.

a. Tipo de Trocadores de Transferência Direta Neste tipo, há um fluxocontínuo de calor do fluido quente ao frio através de uma parede que os separa. Não há mistura entre eles, pois cada corrente permanece em passagens separados. Este trocador é designado como um trocador de calor de recuperação, ou simplesmente como um recuperador. Alguns exemplos de trocadores de transferência direta são trocadores de: placa, tubular, e de superfície estendida. Recuperadores constituemuma vasta maioria de todos os trocadores de calor.

b. Trocadores de armazenamento Em um trocador de armazenamento, os ambos fluidos percorrem alternativamente as mesmas passagens de troca de calor . A superfície de transferência de calor geralmente é de uma estrutura chamada matriz. Em caso de aquecimento, o fluido quente atravessa a superfície de transferência de calor e a energia térmica éarmazenada na matriz. Posteriormente, quando o fluido frio passa pelas mesmas passagens, a matriz “libera” a energia térmica (em refrigeração o caso é inverso). Este trocador também é chamado regenerador.

2.1.2. TROCADORES DE CALOR DE CONTATO DIRETO Neste trocador, os dois fluidos se misturam. Aplicações comuns de um trocador de contato direto envolvem transferência de massa além detransferência de calor; aplicações que envolvem só transferência de calor são raras. Comparado a recuperadores de contato indireto e regeneradores, são alcançadas taxas de transferência de calor muito altas. Sua construção é

relativamente barata. As aplicações são limitadas aos casos onde um contato direto de dois fluxos fluidos é permissível.

2.2. CLASSIFICAÇÃO CONSTRUÇÃO

DE

ACORDO

ACARACTERÍSTICAS

DE

DE ACORDO A TIPO DE CONSTRUÇÃO

TUBULAR

TIPO PLACA

CARCAÇÃ E TUBO

TUBO DUPLO

SERPENTINA

Temos trocador tubular, de placas, de superfície estendida e regenerativos. Outros trocadores existem, mas os grupos principais são estes. Aqui serão estudados apenas os dois primeiros.

2.2.1. TROCADORES TUBULARES São geralmente construídos com tubos circulares,existindo uma variação de acordo com o fabricante. São usados para aplicações de transferência de calor líquido/líquido (uma ou duas fases). Eles trabalham de maneira ótima em aplicações de transferência de calor gás/gás, principalmente quando pressões e/ou temperaturas operacionais são muito altas onde nenhum outro tipo de trocador pode operar. Este trocadores podem ser classificados como carcaça e...
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