Fenomenos dos Transporte

Páginas: 13 (3092 palavras) Publicado: 4 de junho de 2014
TROCADORES DE CALOR

CLASSIFICAÇÃO DOS TROCADORES DE CALOR

DE ACORDO COM O
PROCESSO
DE TRANSFERÊNCIA

DE ACORDO COM O TIPO
CONSTRUTIVO

DE ACORDO COM
O
PROCESSO
DE
TRANSFERÊNCIA

CONTATO DIRETO

CONTATO INDIRETO

TRANSFERÊNCIA DIRETA

TIPO ARMAZENAMENTO

TROCADOR DE CALOR DE CONTATO
DIRETO

TROCADOR DE CALOR DE CONTATO
DIRETO
(Ex. Torre de Resfriamento) TROCADOR DE CALOR DE CONTATO
INDIRETO - transferência direta

TROCADOR DE CALOR DE CONTATO
INDIRETO – de armazenamento

DE ACORDO COM
O TIPO
CONSTRUTIVO

TUBULAR

CASCO E TUBO
(Shell & Tube)

TIPO PLACA

DUPLO TUBO
(Bitubular)

SERPENTINA

TROCADOR DE CALOR TIPO PLACA

TROCADOR DE CALOR TIPO PLACA

TROCADOR DE CALOR TIPO PLACA

TROCADOR DE CALOR TUBULAR – TIPOBITUBULAR (TUBO DUPLO)

TROCADOR DE CALOR TUBULAR – TIPO
CASCO E TUBO (SHELL & TUBE)

Passe simples no tubo e passe simples no casco

TROCADOR DE CALOR TUBULAR – TIPO
CASCO E TUBO (SHELL & TUBE)

TROCADOR DE CALOR TUBULAR – TIPO
CASCO E TUBO (SHELL & TUBE)

TROCADOR DE CALOR TUBULAR – TIPO
CASCO E TUBO (SHELL & TUBE)

Passe simples no casco e passe duplo no tubo

TROCADOR DE CALORTUBULAR – TIPO
SERPENTINA

FUNDAMENTOS DE TRANSFERÊNCIA DE CALOR
APLICADOS AOS TROCADORES DE CALOR

COEFICIENTE DE TRANSFERÊNCIA DE CALOR
GLOBAL
A determinação deste parâmetro é parte importante na
análise de trocadores.
• Trabalhando com a forma da lei de Newton do resfriamento:

Q  U . A.T

T
Q
Rtotal

Rtotal

1

UA

• Onde “U” é o coeficiente geral detransferência de calor dado por:

 De 
ln
''
''
Rinc ,i
Di  Rinc ,e
1
1
1
1
1








UA U i Ai U e Ae hi Ai
Ai
2kL
Ae
he Ae

PARÂMETROS IMPORTANTES
Balanço de energia aplicado à cada corrente

Q q  mq .c pq .(Tqe  Tqs )  Cq .(Tqe  Tqs )


Q f  m f .c p f .(T f s  T f e )  C f .(T f s  T f e )
onde


C  mc p

Q f  Qq

é a capacidadetérmica do fluido.

Se o fluido estiver em mudança de fase

Q  m.hv

Onde hv é a entalpia de vaporização do fluido em mudança de fase.

Balanço de energia aplicada à superfície de troca de calor
Q real  U . As .Tm

PERFIS DE TEMPERATURAS EM TROCADORES DE CALOR DE
TUBOS CONCÊNTRICOS

TROCADORES DE CALOR DE MUDANÇA DE FASE
CONDENSADOR

EVAPORADOR

ΔT só será constante em
todo otrocador se “C” do
fluido frio for igual a “C” do
fluido quente.

MÉTODO DA DIFERENÇA MÉDIA LOGARITMICA
FLUXO PARALELO
Método melhor usado na análise de trocadores de calor quando as
temperaturas de entrada e saída dos fluidos quente e frio são conhecidas ou
podem ser determinadas pelo balanço de energia.
Com estes dados, pode-se calcular ΔTlm e Q, tendo U pode-se finalmente
calcular Asque dará o “tamanho” do trocador.

Q  U . A.

Tlm 

T2  T1
 U . As .Tlm
T2
ln
T1

T2  T1
T
ln 2
T1

T1  Tqe  T f e
T2  Tqs  T f s

MÉTODO DA DIFERENÇA MÉDIA LOGARITMICA
CONTRA FLUXO

Q  U . A.

Tlm 

T2  T1
 U . As .Tlm
T2
ln
T1

T2  T1
T
ln 2
T1

T1  Tqe  T f s

T2  Tqs  T f e

MÉTODO DA DIFERENÇA MÉDIALOGARITMICA
MULTIPASSE E FLUXO CRUZADO
Para trocadores de calor multipasse ou de fluxo
cruzado, consideraremos um fator de correção “F”
aplicado à consideração de um trocador de contra
fluxo.

Q  F .Qcontrafluxo

Q  U . AS .F .Tlm
Tlm  F .Tlm contrafluxo
Sendo que o fator de correção “F” será sempre menor
ou igual a 1.
Obs. Se há mudança de fase no casco R=0, se há
mudança de fase notubo R tende a infinito. Em ambos
os casos F=1.

Correção da DMLT

MÉTODO DA DIFERENÇA MÉDIA LOGARITMICA
MULTIPASSE E FLUXO CRUZADO
Com o método da diferença média logarítmica o que se espera é selecionar o
tamanho do trocador de calor que satisfaça as condições de processo. O
processo da seleção é então dado por:
• Selecionar o tipo de trocador adequado para a aplicação
•...
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