Trocadores de calor

Trocadores de calor

1. Os trocadores de calor tem como principal função realizar a transferência de calor de um ou mais fluidos que se encontram em temperaturas diferentes.

   • Classificação de trocadores de calor
     • processos de tranferência
       • Contato direto
         • Neste tipo, há um fluxo contínuo 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
             • Placa
             • Tubular
             • Superfície estendida
       • Contato indireto
         • Os fluidos permanecem separados e o calor é transferido continuamente através de uma parede, pela qual se realiza a transferência de calor
           • trocadores de contato indireto classificam-se em:
             • Transferência direta
             • Armazenamento
     • Tipos de construção
       • Tubular
         • Carcaça e tubo
           • Este trocador consiste, resumidamente, de um casco cilíndrico que contém tubos em seu interior. Um dos fluidos de trabalho escoa pelo casco e o outro fluido, pelos tubos do feixe. A troca térmica é realizada através das paredes dos tubos.
             • São os mais usados para quaisquer capacidades e condições operacionais, tais como pressões e temperaturas altas, atmosferas altamente corrosivas, fluidos muito viscosos, etc.
         • Tubo duplo
           • consiste de dois tubos concêntricos.
             • Um escoa pelo tubo interno e o outro pela parte anular entre tubos em uma direção de contrafluxo
         • Serpentina
           • Consiste em uma ou mais serpentinas
             • São responsáveis por fazerem a troca de calor entre dois fluidos
       • Tipo placa
         • Consiste de um suporte, onde placas independentes de metal, sustentadas por barras, são presas por compressão, entre uma extremidade móvel e outra fixa. Entre placas adjacentes formam-se canais por onde os fluidos escoam
           • Facilidade de acesso a superfície de troca, substituição de placas e facilidade de limpeza.
             • Este tipo de trocador normalmente é construído com placas lisas ou com alguma forma de ondulações.
   • Principais aplicações
     • Aquecedores, evaporadores, condensadores, refriadores entre vários outros tipo
   • O projeto completo de trocadores de calor é divido e três etapas principais
     • Análise térmica
       • Determina a área de troca de calor requerida, dadas as condições de escoamento e temperaturas dos fluidos
     • Projeto mecânico preliminar
       • Pressões e temperaturas de operação
     • Projeto de fabricação
       • É a tradução das características e dimensões físicas em uma unidade que possa ser construída a um baixo custo.

2. Coeficiente Global de troca de calor

   • Correntes opostas
   • Correntes paralelas
   • Correntes cruzadas

3. Método de média logaritmo

   • Se desprezamos a troca de calor entre o trocador de calor e a vizinhança, e as mudanças de energia potencial e cinética do sistema, temos:
     • • Onde i é a entalpia do fluido. Se os fluidos não passam por uma mudança de fase e se forem admitidos calores específicos constantes
         • Inicialmente a diferença de temperaturas é muito grande, mas diminui com o aumento de x. A temperatura do fluido frio nunca vai ser superior à do fluido quente.
           • • Estabelece uma diferença de temperatura média para representar o gradiente de temperatura na equação de taxa de transferência de calor com o coeficiente global de Transferência de calor

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