Os Trocadores de Calor de Tubos Concêntricos
Por: Joao Puccia • 3/11/2019 • Ensaio • 1.772 Palavras (8 Páginas) • 342 Visualizações
Universidade Federal do ABC
Centro de Engenharia, Modelagem e Ciências Sociais Aplicadas
(CECS)
Laboratório de calor e fluidos:
Experimento I: Trocadores de Calor de Tubos Concêntricos
Morgana Escaleira Ribeiro 11034713
Anderson Lima de Araújo 11028713
João Vicente Puccia 11029413
Danilo Lima de Moura 11095114
Pedro Paulo Oliveira 11048411
Prof.ª Drª. Juliana Tófano de Campos Leite
Santo André, outubro/2018
1. Resumo
Os trocadores de calor de tubos concêntricos são um dos trocadores mais simples disponíveis
no mercado. Sua configuração é composta em dois tubos, um dentro do outro de modo que o
fluido quente e o frio são separados apenas pelo tubo de menor diâmetro, normalmente
fabricados por um material de alta condutividade térmica. Há duas configurações possíveis
neste tipo de trocador, fluidos concorrentes e contracorrentes, sendo que este último possui
maior eficiência, como foi verificado nos experimentos. Ao final do experimento verificou-se
que todas eficiências eram muito próximas a 100% e algumas com valores até acima,
violando leis de conservação de energia. Isto foi causado pela perda de calor para o ambiente.
2. Introdução
Trocadores de Calor são equipamentos utilizados para efetuar a troca de calor
entre fluidos em diferentes temperaturas e podem ser classificados conforme apresentado
na Figura 01.
Figura 01: Diagrama de esquemático de classificação dos Trocadores de Calor
Fonte: Elaboração própria do autor, dados de BOHÓRQUEZ, W.
Como apresentado na Figura 01, a troca de calor pode ocorrer com contato direto,
onde os fluidos são separados pela imiscibilidade natural dos fluidos de trabalho e
envolve transferência de massa, além da transferência de calor, e, por contato indireto,
onde os fluidos são separados por paredes paredes sólidas que direcionam os fluidos e
definem a área de troca térmica.
O trocador de calor de tubos concêntricos é do tipo de contato indireto, com tubo
duplo. Neste trocador, um fluido escoa pelo tubo interno e o outro pela parte anular entre
tubos, podendo ser escoamento em paralelo, Figura 02 - a, ou contracorrente, Figura 02 -
b.
Figura 02: Trocadores de Calor de Tubo Concêntrico escoamento em paralelo e em
contracorrente
Fonte: CDC EQUIPAMENTOS
Este tipo de trocador de calor é geralmente utilizado em aplicações de pequenas
capacidades. Possui fácil manutenção, montagem e limpeza.
A medição de temperaturas foi realizada com a utilização de termopares, sensor
constituído por metais distintos unidos em suas extremidades e ligados a um termômetro
[OMEGA]. A medição é possível pela diferença de potencial que ocorre entre os metais
devido às temperaturas distintas, chamado efeito Seebeck [DA SILVA].
Segundo Flávio Leonimer de Melo, existem 10 tipos de termopares:
● Tipo K: termopar de baixo custo, utiliza fios de Cromel e de Alumel e possui
range de trabalho entre -200ºC e 1370ºC, a depender da bitola do instrumento;
● Tipo E: termopar de elevada sensibilidade, utiliza fios de Cromel e de
Constantan e é adequado para aplicações em baixas temperaturas;
● Tipo J: termopar mais antigo, utiliza fios de Ferro e de Constantan e range de
trabalho entre -40ºC e 750ºC;
● Tipo N: termopar de elevada estabilidade e resistência à oxidação, utiliza fios
de Nicrosil e de Nisil e é adequado para aplicações em elevadas temperaturas;
● Tipo B: termopar estável e de reduzida sensibilidade, utiliza fios de Platina e
de Ródio Platina e possui range de trabalho adequado entre 300ºC e 1800ºC;
● Tipo R: termopar de reduzida sensibilidade e custo elevado, utiliza fios de
Platina e de Ródio Platina e possui range de trabalho adequado até 1600ºC;
● Tipo S: termopar de reduzida sensibilidade, custo elevado e alta estabilidade,
utiliza fios de Platina e de Ródio Platina e possui range de trabalho adequado
até 1600ºC;
● Tipo T: termopar que utiliza fios de Cobre e de Constantan e possui range de
trabalho entre 270ºC e 400ºC;
● Tipo C: termopar utilizado em fornos a vácuo, utiliza fios de Tungstênio e de
Rênio e possui range de trabalho entre 0ºC e 2320ºC;
● Tipo M: termopar utilizado em fornos a vácuo, utiliza fios de Níquel e de
Molibidênio e possui range de trabalho entre 0ºC e 1400ºC.
A escolha do modelo a ser utilizado depende das temperaturas de trabalho e da
exatidão necessária, principalmente.
3. Objetivo
O objetivo deste trabalho
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