Equipamentos que realizam a troca de calor entre dois fluidos que estão a diferentes temperaturas e separados através de uma parede sólida

Transcrição

1 Trocadores de calor Equipamentos que realizam a troca de calor entre dois fluidos que estão a diferentes temperaturas e separados através de uma parede sólida Os fluidos podem ser ambos fluidos de processo ou apenas um deles, neste caso: Vapor d água aquecimento Água ou ar resfriamento

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3 APLICAÇÕES - processos - Aquecimento e resfriamento (monofásico) Evaporação e condensação (com mudança de fase) - Recuperação e rejeitação de calor, esterilização, pasteurização, fracionamento, destilação, cristalização; - Combustão ou processos com reação química; q q q q Dispositivos mecânicos podem ser usados: trocador de superfície raspada (scraped), vasos agitados e reatores.

4 Denominações Resfriador: resfriamento de um fluido com água ou ar Refrigerador: resfriamento de um fluido de processo utilizando a expansão de um fluido refrigerante Aquecedor: aquecimento de um fluido utilizando, em geral, vapor d água Condensador: transferência de calor de um vapor até a sua condensação parcial ou total Evaporador: transferência de calor para um líquido até sua vaporização parcial ou total Refervedor: vaporizador que trabalha conectado ao fundo de uma torre de fracionamento Gerador de vapor: vaporização e superaquecimento do vapor d água. Pode ocorrer aproveitando do calor de um fluido de processo.

5 Seleção de trocadores de calor Fatores a serem considerados 1. Exigências térmicas e hidráulicas 2. Máxima pressão e faixa de temperatura 3. Compatibilidade com fluidos e condições operacionais 4. Manutenção 5. Disponibilidade 6. Fatores econômicos

6 Processos/Operações Aquecer, resfriar, evaporar, vaporizar, esterelizar, pasteurizar, congelar, fracionar, destilar, concentra, cristalizar, fundir, secar,... As incontáveis aplicações e os inúmeros processos levam à necessidade de classificar os trocadores de calor.

7 Classificação I. Quanto ao processo de transferência de calor T M = matrix

8 II. Quanto ao contato entre as correntes Regeneradores Recuperadores

9 III. Quanto ao número de correntes IV. Quanto à razão área de troca/volume

10 V. Quanto à construção

11 VI. Quanto à disposição das correntes

12 VII. Quanto ao mecanismo de transferência de calor

13 Trocador de calor duplo tubo

14 Escoamento: Paralelo Escoamento: Contracorrente Duplo tubo com tubo helicoidal

15 Trocador de calor casco e tubos Um passe no casco e um passe nos tubos Um passe no casco e dois passes nos tubos

16 Trocador de calor casco e tubos Feixe de tubos Aplicado a resfriamento de óleos, condensadores, préaquecedores de plantas de potência, geradores de vapor em plantas nucleares, em processos e aplicações da indústria química

17 Trocadores casco e tubos

18 Intensificação da transferência de calor Tubos aletados externamente Tubos micro aletados (ranhurados) internamente Tubos aletados, aletas, dissipadores, dispositivos internos para os tubos

19 Trocador de calor tubo - aleta

20 Trocadores aletados

21 Trocadores tubo-aleta e placa aleta Evaporadores e condensadores a ar

22 Trocadores aletados

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24 Trocadores de calor placa (com micro canais) e aletas

25 Trocadores para ar condicionado automotivo - placa (com micro canais) e aletas

26 Trocadores de placas Elevado h e p e minimiza formação de depósitos Compactos e leves Temperaturas e pressões limitadas Aplicados para correntes líquidas placas brasado

27 Trocadores a placas como condensador e evaporador de um sistema de refrigeração

28 Trocador de calor em espiral Aplicado a: líquidos viscosos, líquidos com sólidos em suspensão, incluindo pastas Elevada transferência de calor e redução de depósitos

29 Torre de resfriamento - transferência de calor por Contato direto (ar-água) - resfriamento de grandes quantidades de água - Transferência de calor e massa

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