Trocadores de Calor

Prof Fernanda Mazuco Clain

Projeto e Anlise de Desempenho

Projeto

Determinao das condies de processo, vazes, temperaturas e presses das correntes envolvidas;

Determinao das propriedades fsicas necessrias, tais como densidade, calor especfico, viscosidade e condutividade trmica;

Projeto

Escolha do tipo de trocador;

Estimativa preliminar da rea;

Avaliao trmica do modelo escolhido, conduzindo a elaborao de modificaes no modelo proposto ou sua rejeio.

Critrios Bsicos

O fluido mais corrosivo, mais causador de depsitos ou de maior presso deve escoar dentro dos tubos;

O fluido mais viscoso ou fluido gasoso deve passar pelo casco;

A necessidade de materiais especiais usualmente mais econmica quando aplicada aos tubos;

Critrios Bsicos

A condensao de fluidos feita do lado do casco, por apresentar maior facilidade de remoo do condensado;

Quando o condensado for corrosivo deve este deve ficar no interior dos tubos.

Diferena Mdia Logartmica de Temperatura

Mtodo de avaliao e projeto quando as temperaturas de entrada e sadas dos fluidos so conhecidas ou facilmente obtidas;

=2 2 1 1

ln2 21 1

Diferena Mdia Logartmica de Temperatura

Para trocadores com nico passe

= . .

Para trocadores com mltiplos passes

= . . .

Diferena Mdia Logartmica de Temperatura

Fator de Correo (F) = , ,

Efetividade Trmica

=2 11 1

Razo entre as taxas de capacidades trmicas

=1 22 1

Diferena Mdia Logartmica de Temperatura

Fator de Correo (F)

Diferena Mdia Logartmica de Temperatura

Fator de Correo (F)

Diferena Mdia Logartmica de Temperatura

Fator de Correo (F)

Diferena Mdia Logartmica de Temperatura

Fator de Correo (F)

Fonte: Kaka

Mtodo da efetividade - NUT

Usado para anlise de trocadores de calor quando as temperaturas no so conhecidas;

A efetividade a relao entre a transferncia de calor real e a mxima possvel

=

Mtodo da efetividade - NUT

Capacitncia trmica

= .

= .

= .

Mtodo da efetividade - NUT

Capacitncia trmica

=

= . = = .

= .

Mtodo da efetividade - NUT

Efetividade

= .

.

ou

= .

.

Mtodo da efetividade - NUT

NUT (Nmero de unidades de transferncia)

uma medida do tamanho trmico do trocador em funo da quantidade de material por ele processado.

= .

= . .

Mtodo da efetividade - NUT

Relaes de Efetividade

Mtodo da efetividade - NUT

Relaes de NUT

Fonte: Incropera

Mtodo da efetividade - NUT

Correntes Paralelas

Mtodo da efetividade - NUT

Contra Corrente

Mtodo da efetividade - NUT

Correntes Cruzadas

Mtodo da efetividade - NUT

Multipasses

Referncias Bibliogrficas

Kaka, S.; Bergles, A. E.: Heat Exchanger: Selection, Rating and Thermal design Second edition McGraw-Hill Books Company, 1981;

Incropera, F. P.; Witt, D. P.: Fundamentos de transferncia de calor e massa McGraw-Hill Books Company, 2006.