Unidade 1 Trocadores Calor A
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UNIDADE 1
TROCADORES DE CALOR
ENGENHARIA QUMICA
UNIVAP FEAU
OPERAES UNITRIAS II
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Trocadores de Calor
O que so Trocadores de Calor?
Equipamentos de vrios tipos e configuraes onde ocorre transferncia
de energia sob a forma de calor* entre
duas ou mais massas de fludo** que
podem ou no estar em contato direto.
* Normalmente, NO h interaes com o ambiente sob a forma de calor e trabalho.
** Nos fluidos, pode haver slidos em suspenso.
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TROCADORES DE CALOR
Mecanismos de transferncia de calor:
Molecular: transferncia de calor pela ao das molculas; conduo; transferncia de calor de
uma superfcie aquecida para o fluido;
Turbulento: transferncia de calor por um processo de misturao; conveco; transferncia
de calor entre dois fluidos com temperaturas
diferentes.
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Aplicaes
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TROCADORES DE CALOR
Tipos de trocadores de calor:
Trocadores Tubulares;
Trocadores Aletados - Radiadores;
Trocadores de Placas;
Trocadores em Espiral;
Trocadores de Casco e Tubos;
Evaporadores;
Serpentinas e Camisas;
Torre de Resfriamento.
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Trocadores de calor tubulares:
Tipo mais simples; Fluxo paralelo ou em contracorrente; Fludos: Lquido - Lquido; Lquido - Gs; Gs - Gs. Taxa de troca de calor proporcional rea; Feito na forma de passagens; Passagem direto do tubo interno entre os tubos
externos;
Superfcie rugosa do tubo interno.
Trocadores de Calor Tubulares
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Trocadores de Calor Tubulares
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Aquecer, Resfriar, Evaporar, Condensar,
Ferver, Pasteurizar, Esterilizar, Congelar,
Fracionar, Destilar, Concentrar, Cristalizar,
Fundir, Secar...
Devido as grandes variaes nas aplicaes,
processos e operaes temos a necessidade de
classificar os trocadores de calor.
Trocadores de Calor Tubulares
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Trocadores de calor aletadoss:
Aletas: extenses de superfcie, visam facilitar a troca de calor;
Fluxos externos de gases, vapor, ar; Empregado para troca de calor gs-lquido e
gs-gs;
Tipos de trocadores de calor aletados:
Radiadores Condensadores; Estufas de circulao de ar.
Trocadores de Calor Aletados
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Trocadores de Calor Aletados
Tipos de aletas:
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Trocadores de Calor Aletados
Tipos de aletas:
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Trocadores de Calor Aletados
Radiadores:
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Trocadores de Calor Aletados
Condensadores:
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Trocadores de Calor Aletados
Estufas de circulao de ar:
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Trocadores de Calor de Placas
Placas:
Diferentes temperaturas envolvidas no processo de troca de calor;
Troca de calor funo da rea;
Compacto, superfcie rugosa das placas;
Escoamento em contracorrente;
Limpeza, lavagem.
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Trocadores de Calor de Placas
Exemplos de trocadores de calor de placas:
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Trocadores de Calor de Placas Exemplos de trocadores de calor de placas:
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Trocadores de Calor de Placas Exemplos de trocadores de calor de placas:
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Trocadores de Calor Espiral Exemplos de trocadores de calor espiral:
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Trocadores de Calor Espiral Exemplos de trocadores de calor espiral:
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Trocadores de Calor Casco Tubo
Casco tubos:
Tipo mais tradicional;
Um tubo grande (casco) revestindo pequenos tubos;
Fluxo contracorrente.
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Trocadores de Calor Casco Tubo
Chicanas:
Projetada para suportar o feixe de tubos e direcionar o fluido para a mxima eficincia na
troca trmica;
Tem por finalidade suportar os tubos, evitando os problemas causados pelas vibraes, e
garantir o fluxo cruzado do fluido do casco,
aumentando a conveco forada sobre os
tubos;
O passo mnimo recomendado como sendo de 1/5 do dimetro do casco ou 2 polegadas, o
que for maior.
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Trocadores de Calor Casco Tubo
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Trocadores de Calor Casco Tubo
Sistema multipass:
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Trocadores de Calor Casco Tubo
Chicanas:
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Trocadores de Calor Casco Tubo
Manuteno de casco tubo:
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Trocadores de Calor Casco Tubo Manuteno de casco tubo:
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Refervedores ou Caldeiras
Refervedores ou caldeiras:
Mesmo princpio dos trocadores de calor de casco e tubos;
Utilizado em torres de destilao com retificao;
Sistema mutipass;
Aumento da velocidade favorece a conveco.
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Caldeiras Flamotubulares
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Caldeiras Flamotubulares
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Caldeiras Aquotubulares
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Caldeiras Aquotubulares
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Evaporadores
Evaporador:
Mudana de fase;
Diminuio do volume do fluido;
Temperatura permanece constante;
Sistema com duas entradas e trs sadas.
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Evaporadores Evaporadores de simples e mltiplos efeitos:
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Evaporadores Evaporadores de simples e mltiplos efeitos:
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Camisas e serpentinas: Utilizado em reaes qumicas, onde a
temperatura deve ser mantida constante.
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Camisas e serpentinas: Utilizado em reaes qumicas, onde a
temperatura deve ser mantida constante.