A Cogeração e Energia

1. INTRODUÇÃO

Este trabalho foi elaborado com objetivo de aumentar o conhecimento sobre trocadores de calor, sua usabilidade, suas formas de apresentação, e também sobre possíveis problemas com corrosão e incrustação.

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1. TROCADORES DE CALOR

Por definição, trocador de calor nada mais é do que todo equipamento utilizado no aquecimento, resfriamento, evaporação, vaporização e condensação de fluidos nos processos de produção. Utilizando normalmente paredes metálicas (ou não metálicas em alguns casos) para a separação do fluido.

Foi projetado para que haja troca de calor entre os fluidos, fazendo com que a energia produzida no sistema seja conservada como demonstrada nas leis da termodinâmica.

De acordo com Braga Filho (2004, p. 546), podem-se dividir os tipos de trocador de calor de acordo com as características de construção, ou então, de acordo com os tipos de transferência de energia interna que apresenta, assim como apresentado na figura a seguir.

Figura 1 - Classificação de trocadores de calor.

[pic 1]

Fonte 1: Fonte Braga Filho, 2004.

1. Classificação de trocadores de calor por meio de transferência de energia interna

A transferência de energia interna do trocador pode ocorrer de duas formas, com contato indireto ou direto. Sendo que na primeira os fluidos não chegam a ter  contato entre sim, apenas realizando a transferência de calor por meio de uma parede. Já a segunda os fluidos entram em contato direto entre sim, sem a necessidade de isolamento.

1. Contato direto

Na situação de um trocador de calor de contato direto, os fluidos se misturam, pois não há necessidade em mantê-los isolados, portanto ocorre também a transferência de massas. Por esse fato, a taxa de transferência de calor é alta e os equipamentos são baratos.

1. Contato indireto

• Transferência direta

Os trocadores de transferência direta podem ser chamados também de trocadores de calor de recuperação ou recuperador. Nele, os fluxos dos fluidos envolvidos no processo trocam calor diretamente, conforme figura 2 e 3.

Figura 2 - Diagrama de funcionamento de um trocador de calor por transferência direta.

[pic 2]

Fonte 2: Braga Filho, 2004.

[pic 3][pic 4][pic 5]

• Armazenamento

Os trocadores de armazenamento são constituídos de uma matriz, e é por essa matriz que os fluidos irão percorrer. Porém, os fluidos quentes e frios percorrem alternadamente no processo, de forma com que a matriz absorva energia, e então ela transfere essa energia armazenada para o outro fluido que irá percorrer no interior da matriz, conforme esquema da figura 4.

Figura 4 Esquema de um trocador de calor de armazenamento.

[pic 6]

Fonte 4: http://inspecaoequipto.blogspot.com, 2014.

1. Classificação por Tipo de Construção

Esse tipo de classificação se refere apenas ao tipo de construção que o trocador de calor é feito. Pode-se classificar em trocadores tipo tubulares e os de placas.

1. Tubular

Geralmente construídos com tubos circulares, são utilizados para transferência de calor do tipo líquido/líquido, conforme esquematizado na figura 5. Possui bom uso para práticas nas quais apresentam alta pressão e temperatura. São classificados em trocadores de carcaça e tubo, tubo duplo e serpentina.

• Carcaça e tubo

Esse tipo de trocador é muito utilizado pela sua versatilidade, pois pode ser utilizado em ambientes independente da pressão e temperatura, atmosfera corrosiva, fluidos muito viscosos, entre outros. É composto de uma carcaça e em seu interior, são instalados tubos, conforme exemplificado em figura 5. O fluxo de fluido da carcaça não entra em contato com o fluido dos tubos.