UNIDADE 1

TROCADORES DE CALOR

ENGENHARIA QUMICA

UNIVAP FEAU

OPERAES UNITRIAS II

Trocadores de Calor

O que so Trocadores de Calor?

Equipamentos de vrios tipos e configuraes onde ocorre transferncia

de energia sob a forma de calor* entre

duas ou mais massas de fludo** que

podem ou no estar em contato direto.

* Normalmente, NO h interaes com o ambiente sob a forma de calor e trabalho.

** Nos fluidos, pode haver slidos em suspenso.

TROCADORES DE CALOR

Mecanismos de transferncia de calor:

Molecular: transferncia de calor pela ao das molculas; conduo; transferncia de calor de

uma superfcie aquecida para o fluido;

Turbulento: transferncia de calor por um processo de misturao; conveco; transferncia

de calor entre dois fluidos com temperaturas

diferentes.

Aplicaes

TROCADORES DE CALOR

Tipos de trocadores de calor:

Trocadores Tubulares;

Trocadores Aletados - Radiadores;

Trocadores de Placas;

Trocadores em Espiral;

Trocadores de Casco e Tubos;

Evaporadores;

Serpentinas e Camisas;

Torre de Resfriamento.

Trocadores de calor tubulares:

Tipo mais simples; Fluxo paralelo ou em contracorrente; Fludos: Lquido - Lquido; Lquido - Gs; Gs - Gs. Taxa de troca de calor proporcional rea; Feito na forma de passagens; Passagem direto do tubo interno entre os tubos

externos;

Superfcie rugosa do tubo interno.

Trocadores de Calor Tubulares

Trocadores de Calor Tubulares

Aquecer, Resfriar, Evaporar, Condensar,

Ferver, Pasteurizar, Esterilizar, Congelar,

Fracionar, Destilar, Concentrar, Cristalizar,

Fundir, Secar...

Devido as grandes variaes nas aplicaes,

processos e operaes temos a necessidade de

classificar os trocadores de calor.

Trocadores de Calor Tubulares

Trocadores de calor aletadoss:

Aletas: extenses de superfcie, visam facilitar a troca de calor;

Fluxos externos de gases, vapor, ar; Empregado para troca de calor gs-lquido e

gs-gs;

Tipos de trocadores de calor aletados:

Radiadores Condensadores; Estufas de circulao de ar.

Trocadores de Calor Aletados

Trocadores de Calor Aletados

Tipos de aletas:

Trocadores de Calor Aletados

Tipos de aletas:

Trocadores de Calor Aletados

Radiadores:

Trocadores de Calor Aletados

Condensadores:

Trocadores de Calor Aletados

Estufas de circulao de ar:

Trocadores de Calor de Placas

Placas:

Diferentes temperaturas envolvidas no processo de troca de calor;

Troca de calor funo da rea;

Compacto, superfcie rugosa das placas;

Escoamento em contracorrente;

Limpeza, lavagem.

Trocadores de Calor de Placas

Exemplos de trocadores de calor de placas:

Trocadores de Calor de Placas Exemplos de trocadores de calor de placas:

Trocadores de Calor de Placas Exemplos de trocadores de calor de placas:

Trocadores de Calor Espiral Exemplos de trocadores de calor espiral:

Trocadores de Calor Espiral Exemplos de trocadores de calor espiral:

Trocadores de Calor Casco Tubo

Casco tubos:

Tipo mais tradicional;

Um tubo grande (casco) revestindo pequenos tubos;

Fluxo contracorrente.

Trocadores de Calor Casco Tubo

Chicanas:

Projetada para suportar o feixe de tubos e direcionar o fluido para a mxima eficincia na

troca trmica;

Tem por finalidade suportar os tubos, evitando os problemas causados pelas vibraes, e

garantir o fluxo cruzado do fluido do casco,

aumentando a conveco forada sobre os

tubos;

O passo mnimo recomendado como sendo de 1/5 do dimetro do casco ou 2 polegadas, o

que for maior.

Trocadores de Calor Casco Tubo

Trocadores de Calor Casco Tubo

Sistema multipass:

Trocadores de Calor Casco Tubo

Chicanas:

Trocadores de Calor Casco Tubo

Manuteno de casco tubo:

Trocadores de Calor Casco Tubo Manuteno de casco tubo:

Refervedores ou Caldeiras

Refervedores ou caldeiras:

Mesmo princpio dos trocadores de calor de casco e tubos;

Utilizado em torres de destilao com retificao;

Sistema mutipass;

Aumento da velocidade favorece a conveco.

Caldeiras Flamotubulares

Caldeiras Flamotubulares

Caldeiras Aquotubulares

Caldeiras Aquotubulares

Evaporadores

Evaporador:

Mudana de fase;

Diminuio do volume do fluido;

Temperatura permanece constante;

Sistema com duas entradas e trs sadas.

Evaporadores Evaporadores de simples e mltiplos efeitos:

Evaporadores Evaporadores de simples e mltiplos efeitos:

Camisas e serpentinas: Utilizado em reaes qumicas, onde a

temperatura deve ser mantida constante.

Camisas e serpentinas: Utilizado em reaes qumicas, onde a

temperatura deve ser mantida constante.