Trocadores de calor

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Equipamentos de Troca Térmica - 39

2.2 CRITÉRIOS DE SELEÇÃO DE UM TROCADOR DE CALOR
A seleção de um trocador de calor para executar um determinado serviço é um tópico
controvertido e nebuloso dentro de um projeto. Cada projetista tem seus critérios particulares
para a seleção de um tipo de equipamento baseados um experiência acumulada,
principalmente.
Um critério muito utilizado é o daexistência e disponibilidade de métodos de cálculo
confiáveis para o projeto de um tipo de trocador específico. É o que ocorre com os trocadores
tipo casco e tubos, ou duplo-tubo. Já os trocadores tipo placa possuem métodos de cálculo que
são em geral propriedade de companhias que fabricam estes equipamentos, estando, inclusive
de posse de métodos que otimizam o equipamento para um determinadoserviço;
2.2.1. CRITÉRIOS GERAIS DE SELEÇÃO
Não existe, portanto, um consenso sobre critérios para seleção de um trocador de
calor, entretanto, os mencionados abaixo servem como orientação básica.
2.2.1.1. Desempenho Térmico
O trocador selecionado deve satisfazer às especificações de processo, do ponto de
vista da carga térmica (fluxo de calor) requerida pelo processo, dentro dos limites detemperatura estabelecidos em conjunto com as limitações de perda de carga.
2.2.1.2 Desempenho Operacional
0 trocador deve suportar diversas condições operacionais tais como corrosão,
depósitos, tensões e esforços mecânicos. Problemas de corrosão são considerados na fase de
seleção dos materiais de construção, porém, deve ser dada grande atenção às velocidades nos
bocais e mudanças de direção.A seleção deve levar em conta a possibilidade de ocorrência de
depósitos e o tipo de problemas que isso possa acarretar. Do ponto de vista mecânico devem
ser analisados os problemas decorrentes de tensões e esforços originados por dilatações,
vibrações, etc.
2.2.1.3.Manutenção
0 equipamento deve permitir acesso para limpeza mecânica e limpeza química de
áreas que são susceptíveis dedepósitos. Deve também permitir a substituição de componentes
danificados por corrosão ou eventual reparo.
2.2.1.4.- Flexibilidade Operacional
O trocador deve permitir operação satisfatória, isto é, sem instabilidade, incrustação
excessiva, problemas de vibração, em toda faixa operacional.

Equipamentos de Troca Térmica - 40
2.2.1.5. Custo
Freqüentemente, o custo inicial, ou seja, o investimento,condiciona a seleção do
trocador. Considerações de custo devem incluir não só o investimento, mas também o custo
operacional, que se levado em conta, em geral se torna o critério principal de escolha.
2.2.1.6.Critérios Adicionais
Devem ser analisados também limitações de dimensões de comprimento de tubos,
diâmetros, dimensões padrão de tubos, sem se esquecer, é claro, das considerações sobreexperiência anterior.
2.2.1.7.Perda de Carga
A perda de carga é um fator importante no dimensionamento de um trocador de calor,
uma vez que o escoamento de um fluido está sempre a ela associado, e, perda de carga
significa energia a ser despendida. Em geral, um aumento da perda de carga resulta em um
aumento dos coeficientes de película, conseqüentemente, aumentando a taxa de transferênciade calor.
Isto conduz à uma solução de compromisso entre a energia a ser gasta para.
movimentar os fluidos e a vantagem obtida com as taxas de transferência maiores. Outra
consideração importante sobre a perda de carga diz respeito ao projeto de refervedores
(vaporizadores utilizados em conjunto com a operação de destilação) que operam em vácuo,
nos quais a perda de carga é o gradiente depressão hidrostática, associado a um fluxo em
duas fases - líquido + vapor - nos quais um calculo inadequado pode conduzir a uma região
de operação instável.

2.2.2. CRITÉRIOS QUANTO AO TIPO DE EQUIPAMENTO
2.2.2.1. Trocadores Tipo Casco e Tubos
Trocadores multi-tubulares constituem o projeto padrão para a maioria dos serviços.
As principais vantagens são o baixo custo por unidade de área...
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