Trocadores de calor

CAPÍTULO 2

EQUIPAMENTOS DE TROCA TÉRMICA

Os trocadores de calor são equipamentos que facilitam a transferência de calor entre dois ou mais fluidos em temperaturas diferentes. Foram desenvolvidos muitos tipos de trocadores de calor para emprego em diversos níveis de complicação tecnológica e de porte, como usinas elétricas a vapor, usinas de processamento químico, aquecimento e condicionamento de ar em edifícios, refrigeradores domésticos, radiadores de automóveis, radiadores de veículos espaciais, etc. Nos tipos comuns, como os trocadores de calor casco tubo e radiadores de automóveis, a transferência de calor se processa principalmente por condução e convecção, de um fluido quente para um fluido frio, separados por uma parede metálica. Nas caldeira e nos condensadores, a transferência de calor por ebulição e por condensação é de primordial importância. Em certos tipos de trocadores de calor, como as torres de resfriamento, o fluido quente (por exemplo, a água) é resfriado por mistura direta com o fluido frio (por exemplo, o ar); isto é, a água nebulizada, ou que cai em uma corrente induzida de ar, é resfriada por convecção e por vaporização. Nos radiadores para aplicações espaciais, o calor residual do fluido refrigerante é transportado por convecção e condução para a superfície de uma aleta e daí, por radiação térmica, para o espaço (vácuo).
O projeto de trocadores de calor é um assunto complexo. A transferência de calor e a perda de carga, o dimensionamento e a avaliação do desempenho, e os aspectos econômicos têm papéis importantes no projeto final. Por exemplo, embora sejam muito importantes as considerações de custo nas aplicações de grande porte como usinas geradoras de energia elétrica e de processamento químico, as considerações de peso e de dimensões são o fator dominante na escolha do projeto para aplicações espaciais e aeronáuticas.
Neste capítulo discutiremos a classificação dos