Área de Ciências Exatas e Ambientais

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Universidade Comunitária da Região de Chapecó

Área de Ciências Exatas e Ambientais

Curso de Engenharia Química e Engenharia de Alimentos

Trocador de Calor a placas

Relatório de aula prática apresentado ao Curso de ENGENHARIA QUÍMICA e ENGENHARIA DE ALIMENTOS da UNOCHAPECÓ pelos acadêmicos Ana Carolina Vivan, Jiulia Mittmann Rossari e Vinicius Aleixo Piaia, como parte dos requisitos de avaliação da Disciplina de Laboratório para Engenharia Química I.

Professor: Micheli Zanetti

Chapecó, 2020.

SUMÁRIO

Lista de Figuras        4

Lista de Tabelas        5

Simbologia        6

RESUMO        7

1.        INTRODUÇÃO        8

2.        REVISÃO BIBLIOGRÁFICA        9

3.        Materiais e Métodos        10

4.        RESULTADOS E DISCUSSÕES        10

5.        CONCLUSÃO        13

6.        REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS        14

Lista de Figuras

        

Figura 1 - Gráfico Uexp versus Vazão volumétrica de água fria.        11

Figura 2 - Comparativo da eficiência pela vazão nos sistemas concorrente e contracorrente.        12

Figura 3 - Gráfico do Calor médio versus Vazão volumétrica de água fria.        13

Lista de Tabelas

Tabela 1 - Uexp para a configuração concorrente e contracorrente.        10

Tabela 2.Eficiência do trocador de calor        11

Tabela 3 - Calor médio trocado (W).        12

Simbologia

Alfabeto Latino:

∆h	Altura manométrica	(m)
q	Vazão volumérica	(m3/s)
[pic 2]	Capacidade calorífica	(J /kg∙K)
K	Condutividade térmica	(W/m∙K)
Ap	Área de uma placa	(m2)
A	Área de troca térmica	(m2)
h	Coeficiente Convectivo	(W/m2∙K)
T	Temperatura fluido quente	(K)
t	Temperatura fluido frio	(K)
Tmédia	Temperatura média fluido quente	(K)
tmédia	Temperatura média fluido frio	(K)
Q	Calor	(W)
Qm	Calor médio	(W)
Deq	Diâmetro equivalente	(m)
Erro	Erro	(%)

Alfabeto Grego:

ρ	Densidade	(Kg/m3)
μ	Viscosidade	(N∙s /m2)
η	Eficiência	(%)

RESUMO

        Os trocadores de calor são utilizados para transferir o calor de um fluido mais quente para um mais frio, sendo que um dos trocadores mais utilizado é o de placas por suportar líquidos com pressões e temperaturas moderadas; de 1,5 MPa e 150°C, respectivamente e por apresentar eficiência térmica elevada. O equipamento pode ser configurado para o escoamento ocorrer contracorrente ou concorrente, sendo o objetivo deste relatório obter o coeficiente global de troca térmica e comparar com o encontrado na literatura. Para verificar qual configuração do escoamento irá resultar numa melhor troca de calor, manteve-se a vazão do fluido quente em 4,8 L/s enquanto variou-se a vazão de fluido frio, analisando o comportamento desta mudança nas temperaturas de saída de ambos os fluidos. Foi possível verificar que para o sistema operando contracorrente apresenta maior eficiência e maior coeficiente de troca de calor.

        

1. INTRODUÇÃO

O trocador de calor a placas é um equipamento muito utilizado na indústria de alimentos pois pode ser facilmente desmontado facilitando sua higienização, além de poder acrescentar ou remover placas, dependendo da demanda do processo. A configuração do equipamento é realizada de forma a aumentar a turbulência dos fluidos, por meio das corrugações das placas e consequentemente aumentar a transferência de calor.

Outro fator que interfere no fluxo de calor é o sentido dos fluidos se serão concorrente ou contracorrente, muitas vezes operar em contracorrente resulta em melhores resultados em transferência de calor, no entanto a queda de pressão torna-se maior neste sistema, logo, torna-se necessário ponderar sobre se ter uma queda de pressão elevada ou uma eficiência inferior.

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