Trocadores De Calor

CENTRO UNIVERSITÁRIO DE SANTO ANDRÉ

TROCADORES DE CALOR

SANTO ANDRÉ, MAIO 2011

CENTRO UNIVERSITÁRIO DE SANTO ANDRÉ

TROCADORES DE CALOR

Disciplina: Fenômenos de Transporte II

Curso: Engenharia Mecânica IV

Período: Noturno

SANTO ANDRÉ, MAIO DE 2011

TROCADORES DE CALOR

Um trocador de calor é 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 misturam-se, ou podem estar em contato direto.

Um exemplo comum de trocador de calor é o radiador em um carro, no qual a fonte de calor, a água, sendo um fluido quente de refrigeração do motor, transfere calor para o ar fluindo através do radiador (i.e. o meio de transferência de calor). Outras aplicações são usados para refrigeração de fluidos, sendo os mais comuns, óleo e água e são construídos em tubos, onde, normalmente circula o fluido refrigerante (no caso de um trocador para refrigeração). O fluido a ser refrigerado circula ao redor da área do tubo, isolado por outro sistema de tubos (similar a uma Serpentina (duto)) que possui uma ampla área geometricamente favorecida para troca de calor.

O material usado na fabricação de trocadores de calor, geralmente possui um coeficiente de condutibilidade térmica elevado. Sendo assim, são amplamente utilizados o cobre e o alumínio e suas ligas.

Dentro da teoria em engenharia, é um volume de controle, sendo que este equipamento normalmente opera em regime permanente, onde as propriedades da seção de um fluido não se altera com o tempo.

A eficiência de um trocador de calor depende principalmente:

• Do material utilizado para construção;

• Da característica geométrica e

• Do fluxo, temperatura e coeficiente de condutibilidade térmica dos fluidos em evidência.

Quanto as fases, existem 2 tipos de trocadores de calor:

• Monofásico, onde não há mudança de fase no fluido a ser refrigerado ou aquecido e

• Multifase, onde há mudança de estado físico do fluido.

Exemplo de trocadores de calor monofásicos: Radiador de água e intercooler (ou radiadores a ar).

Exemplo de trocadores de calor multifase: Condensador e evaporadores

Trocador de calor tipo CASCO E TUBO

TC CASCO E TUBO

Com 2 passes nos tubos e 1 passe no casco

Rtotal UA 1

R

total

UA 1

R

total

UA 1

R

total

UA 1

R

total

Condensador

Um condensador tem como finalidade condensar vapores gerados pelo aquecimento de líquidos em processos de destilação simples.

Ele é dividido em duas partes: Uma onde passa o vapor que se tem interesse em condensar e outra onde passa um líquido (normalmente água) resfriado para abaixar a temperatura interna do condensador.

Um vapor aquecido entra no condensador e encontra uma superfície com uma temperatura inferior ao seu ponto de ebulição, e então condensa (ou liquefaz).

Existem basicamente dois métodos de funcionamento. Os condensadores de Friedrich e Allihn são exemplos, respectivamente:

Condensador Friedrich

No Condensador Friedrich geralmente um Balão de destilação é acoplado em cada bocal. O vapor gerado no primeiro balão circula na câmara maior e a água resfriada circula na serpentina. Ao entrar em contato com a superfície resfriada da serpentina, o vapor condensa e escorre pelas paredes internas, sendo coletado no segundo balão.

Condensador Allihn

15600

Condensador de ALLIHN, simples tipo bola (sem junta)

15650- Condensador de ALLIHN, tipo bola (com uma junta macho inferior)

15700- Condensador de ALLIHN, tipo bola (com uma juntas fêmea)

15750- Condensador de ALLIHN, tipo bola (com duas juntas macho e fêmea)

Comprimento útil

(mm) (camisa) Comprimento total (mm)

200 350

300 450

400 550

500 650

600 750

1000 1050