A Carta Psicométrica

A partir de sua leitura sobre o texto apresentado no arquivo Trocadores casco e tubos_parte_I_0, responda as questões a seguir:

Defina trocadores de calor casco e tubos. Eles são versáteis? Eles são eficientes? O seu custo fixo é baixo? Comente sobre suas vantagens. Existe um padrão construtivo?

Os traçadores de calor de casco e tubos é bem versátil eles podem ser customizados para atender a qualquer demanda de troca térmica em qualquer condição operacional, operando sob vácuo ou em altas pressões (100 MPa) e/ou operando em condições criogênicas a elevadas temperaturas (da ordem de 1100oC). Qualquer variação de temperatura e pressão entre os fluidos pode ser estabelecida, estando estas limitadas aos materiais de construção.

A eficiência do trocador de calor varia com a sua construção, o trocador de apresenta melhor eficiência e o que trabalha em corretes-contrárias.

Existem vários padrões construtivos diferentes, o tipo de casco mais comum é o tipo E pelo seu baixo custo e simplicidade.

2. No desenho abaixo, identifique os itens a seguir. Descreva também para que serve cada componente e quando for o caso, responda questão proposta.

Cabeçotes (quantos são?):

São dois: Cabeçotes Frontais e Cabeçotes Posteriores.

Casco (há restrições quanto ao comprimento do casco? Ha recomendações para os materiais e espessura do casco?):

Não existe restrição para o tamanho do casco e podem ser construídos com materiais metálicos e não metálicos (e.g. grafite, vidro, teflon) e podem ter diferentes tamanhos, com áreas de troca térmica da ordem de 0,1 m^2a 100000 m^2.

Bocais de alimentação/ de saída:

OS bocais de alimentação e de saída servem para alocação e remoção de um fluido no lado do casco ou dos tubos e afeta o desempenho térmico, sendo também um parâmetro de projeto.

Chicanas (há restrições quanto espessura do espelho?):

O arranjo de chicanas no lado casco do trocador serve a dois propósitos: - Dar suporte aos tubos contra flexão e vibração . - Guiar o fluido do lado do casco através do feixe de tubos de uma forma o mais próximo possível de um escoamento cruzado ideal

Espelhos ou chapas de tubos (há restrições quanto espessura do espelho?):

Os espelhos são a parte do trocador que servem de suporte para o conjunto de tubos que é chamada feixe. O espelho é uma placa de metal perfurada onde são inseridos os tubos e fixados por dois processos : mandrilagem ou soldagem.

Espaçadores:

Determina a velocidade efetiva do fluido no interior do casco.

Para o espaçamento uniforme entre os defletores com boa distribuição de fluxo e suporte para os tubos.

1/5 Dic < Ld  Dic

Tirantes:

Tirantes de ligação, espaçadores, ou outros meios equivalentes de ligação do conjunto de chicanas, podem ser utilizados a fim de sustentar as chicanas transversais e manter as placas de suporte seguras na posição. A TEMA traz sugestões quanto a quantidade e diâmetro dos tirantes e espaçadores para vários diâmetros de trocadores.

Suportes de sustentação do casco:

3. Diferencie os cabeçotes frontais tipo A, B, C e N. Quais destes são os mais comuns?

Tipo A: Podem ser removidos sem a remoção dos tubos.

Permitem inspeção dos tubos sem a remoção do cabeçote.

Tipo B: - Podem ser removidos sem a remoção dos tubos

Tipo C: - Permitem inspeção dos tubos sem a remoção do cabeçote.

Tipo N: Carretel integrado ao espelho e tampa removível.

4. Diferencie os cabeçotes posteriores tipo M, S e U.

Tipo M: Podem ser removidos sem a remoção dos tubos.

Tipo S:

Tipo U: São usados quando há um grande diferencial de temperatura entre os fluidos e torna-se necessário prover o trocador para a dilatação do feixe de tubos.

5. Identifique cada tipo de casco a seguir, apresentando suas características principais. Qual o casco mais empregado? Qual dos cascos é empregado quando da vaporização do fluido no lado do casco? Qual dos cascos equivale a se ter dois trocadores de calor em série?

Esquema do Casco Tipo do casco Características principais

K Tipo K é usado como refervedor ou em refrigeradores e deve ter o diâmetro do casco bem maior do que o do feixe para prover espaço para o vapor formado.

E E o mais usado. 1 passo no casco.

J Fluxo dividido. Usado para reduzir a perda de pressão do fluido do casco e ainda no caso de condensadores em série.

F 2 passes no casco com defletor longitudinal.

6. Quais os tipos de chicanas? Quais os tipos mais comuns? A especificação das chicanas afeta a eficiência térmica do trocador de calor?

Chicanas de pratos (plate baffles): chicanas segmentais (simples e múltiplas, com e sem tubos na janela) e de disco e furos. O tipo de chicana mais comum é a chicana segmental simples.

Chicanas de grade ou de escoamento axial: