Trabalho Termodinamica

Anhanguera Educacional – Unidade Jacareí

Curso: Engenharia Mecânica

Disciplina: Termodinâmica

Professor: Osmar

Grupo:6ª Semestre

Nome RA

André Luis Prato 4296808625

Jéssica Michelazzi Silva 4252048540

Marcelo CamaraNadur 3780755320

Rodrigo Borges Souto 4488915694

Monique Hernandes Dias 3730708087

Atividade: TROCADOR DE CALOR CASCO / TUBO – ANH11

Jacareí, 14 de Novembro de 2014

SUMÁRIO

1. Introdução...................................................................................03

2. Desenvolvimento do experimento....................................................07

3. Análise dos Dados............................................................................14

4.Resultados finais...............................................................................25

5. Referências bibliográficas.................................................................29

 

Introdução

Um trocador de calor ou permutador de calor é um dispositivo para transferência de calor eficiente de um meio para outro.Tem a finalidade de transferir calor de um fluido para o outro, encontrando-se estes a temperaturas diferentes. Os meios podem ser separados por uma parede sólida, tanto que eles nunca se misturam, ou podem estar em contato direto. Um permutador de calor é normalmente inserido num processo com a finalidade de arrefecer (resfriar) ou aquecer um determinado fluido. São amplamente usados em aquecedores, refrigeração, condicionamento de ar, usinas de geração de energia, plantas químicas, plantas petroquímicas, refinaria de petróleo, processamento de gás natural, e tratamento de águas residuais. Em muitos textos em inglês é abreviado para HX (heatexchanger).

-Trocador de calor casco e tubo

Trocadores de calor casco e tubo consistem de uma série de tubos. Um conjunto destes tubos contém o fluido que deve ser ou aquecido ou esfriado. O segundo fluido corre sobre os tubos que estão sendo aquecidos ou esfriados de modo que ele pode fornecer o calor ou absorver o calor necessário. O conjunto de tubos é chamado feixe de tubos e pode ser feita de vários tipos de tubos: simples, longitudinalmente aletados, etc. Trocadores de calor casco e tubos são normalmente utilizados para aplicações de alta pressão (com pressões superiores a 30 bar e temperaturas superiores a 260°C).2 Isso ocorre porque os trocadores de calor casco e tubo são robustos, devido à sua forma.

Existem várias características de projeto térmico, que devem ser tidas em conta quando se projeta os tubos na nos trocadores de calor de casco e tubo. Estas incluem:

Diâmetro dos tubos: Usar-se tubos de pequeno diâmetro faz o trocador de calor tanto econômico como compacto. No entanto, é mais provável o trocador de calor incrustam mais rapidamente e pequeno tamanho faz a limpeza mecânica das incrustações difícil. Ao prevalecer a incrustação e os problemas de limpeza, tubos de diâmetros maiores devem ser utilizados. Assim, para determinar o diâmetro de tubos, o espaço disponível, custos, incrustação bem como a natureza dos fluidos deve ser considerada.

Espessura de parede de tubo: A espessura das paredes dos tubos é normalmente determinada de maneira a garantir:

Existir espaço suficiente para a corrosão

Que a vibração induzida por fluxo tenha resistência

Resistência axial

Disponibilidade de peças sobressalentes

Resistência de contenção ou "de cintura" (para suportar a pressão do tubo interno)

Resistência à flambagem (para suportar sobrepressão no casco)

Comprimentos dos tubos: trocadores de calor são normalmente mais baratos quando ten um menor diâmetro de casco e um longo comprimento de tubo. Assim, normalmente há um objetivo de tornar o trocador de calor, enquanto ao mesmo tempo fisicamente possível, não excedendo as capacidades de produção. No entanto, existem muitas limitações para isso, inclusive o espaço disponível no local onde vai ser utilizado e a necessidade de assegurar que não haja tubos disponíveis em comprimentos que são o dobro do comprimento necessário (para que os tubos possam ser retirados e substituídos). Além disso, o que tem que ser lembrado, os tubos finos são difíceis de remover e substituir.

Passo (pitch) dos tubos: quando projeta-se os tubos, é prático para garantir que o passo (pitch) dos tubos (i.e., a distância do centro do tubo ao centro de tubos adjacentes) não seja inferior a 1,25 vezes o diâmetro dos tubos externos. Um passo maior dos tubos leva a um maior diâmetro global do casco que leva a um trocador de calor mais caro.

Corrugação dos tubos: este tipo de tubos, tubos corrugdos, utilizados principalmente para os tubos internos, aumenta a turbulência dos fluidos e o efeito é muito importante na transferência de calor dando um melhor desempenho.

Distribuição ou configuração (layout) dos tubos: refere-se a como os tubos são posicionados dentro do casco. Existes quatro tipos principais de configuração dos tubos, os quais são, triangular (30°), triangular "girado" (60°), quadrado (90°) ou quadrado girado (45°). Os padrões triangulares são empregados para produzir maior transferência de calor em que força-se o fluido a fluir de uma forma mais turbulenta ao redor da tubulação. Padrões quadrados são empregados onde alta incrustação é experimentada e operações de limpeza são mais regulares.

Projeto das chicanas: chicanas ou defletores são usados em trocadores de calor casco e tubo para direcionar o fluido