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AVALIAÇÃO 4 –

TROCADORES DE CALOR

TIPO CT 1,2 – INFLUÊNCIA DO

PARÂMETRO B

(ESPAÇAMENTO DE

CHICANAS) NO PROJETO

Niterói, 2021

INFLUÊNCIA DO PARÂMETRO B (ESPAÇAMENTO DE CHICANAS) NO PROJETO Aluno: Gabriel da Costa Peçanha Data: 30.agosto. 2 SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO................................................................................................................ 3 1.1 Objetivo ............................................................................................................................. 3 1.2 Trocador de Calor CT1-2 – Análise Térmica e Mecânica ............................................. 3
2. TROCADOR DE CALOR CT1-2 – ESPAÇAMENTO DE CHICANAS .................. 5
3. CONCLUSÃO .................................................................................................................. 8
4. REFERÊNCIA BIBLIOGRAFICA ............................................................................... 8

INFLUÊNCIA DO PARÂMETRO B (ESPAÇAMENTO DE CHICANAS) NO PROJETO Aluno: Gabriel da Costa Peçanha Data: 30.agosto. Diâmetro dos tubos Aumentar o diâmetro dos tubos ocasiona:  Menor perda de carga nos tubos  Menor coeficiente de transferência de calor por convecção no lado dos tubos Espaçamento entre chicanas centrais A distância entre as chicanas influi diretamente o escoamento do fluido no casco. A função essencial da chicana em um trocador de calor é direcionar o fluxo e aumentar a turbulência do escoamento. Ao diminuir o espaçamento entre as chicanas centrais as consequências são:  Maior perda de carga no lado do casco  Maior coeficiente de transferência de calor por convecção no lado do casco Corte da chicana Aumentar a porcentagem de corte da chicana leva a:  Menor perda de carga no casco  Menor coeficiente de transferência de calor por convecção no casco Passo transversal Para um mesmo diâmetro do casco, quanto maior o passo transversal, menor a quantidade de tubos que poderá ser alocado dentro do casco. A consequência é menor perda de carga no casco. Ângulo característico formado pela disposição dos tubos O arranjo triangular linear é o que permite a alocação do maior número de tubos no casco, apresentando assim, maior coeficiente de transferência de calor e menor perda de carga e O arranjo quadrangular é o que apresenta menor coeficiente de transferência de calor e menor perda de carga. Material dos tubos O valor de é função da condutividade térmica do material dos tubos (Equação 2.10). Quanto maior a condutividade térmica do material:  Maior o valor de  Maior o valor do coeficiente de transferência de calor nos tubos

INFLUÊNCIA DO PARÂMETRO B (ESPAÇAMENTO DE CHICANAS) NO PROJETO Aluno: Gabriel da Costa Peçanha Data: 30.agosto.

2. TROCADOR DE CALOR CT1-2 – ESPAÇAMENTO DE CHICANAS Quando é necessário fazer o cálculo de apenas um tubo e um casco, conforme figura 2-1, a área externa é calculada pela diferença entre a do tubo maior e tubo menor. Figura 2-1 – Dois tubos anulares concêntrico disposto um sobre o outro Ou seja, 𝐴𝑠 = Ae − Ai = π𝑅𝑒ଶ^ − π𝑅𝑖ଶ Levando em consideração o método Kern, é necessário, para o dimensionamento dos trocadores de calor casco e tubo, calcular a área de escoamento do fluido que passa externamente aos tubos. O cálculo para o trocador de calor casco e tubo não é direto como mostrado anteriormente, pois a área em questão leva em conta diversos tubos, como mostrado na Figura 2-2. Figura 2-2 – Visão frontal do trocador de Calor Casco e Tubo

INFLUÊNCIA DO PARÂMETRO B (ESPAÇAMENTO DE CHICANAS) NO PROJETO Aluno: Gabriel da Costa Peçanha Data: 30.agosto. A partir do valor de As, podemos achar o fluxo mássico (Gs): 𝐺𝑠 = m 𝐴𝑠 Onde: Gs – fluxo mássico m - Vazão mássica E a partir do Fluxo mássico podemos achar o tipo de escoamento ao qual o fluido está inserido através da fórmula: 𝑅𝑒 = De x Gs 𝜇 Onde: Re – Número de Reynolds De - Diâmetro equivalente μ – Viscosidade do fluido que passa entre a carcaça e os tubos Como dito anteriormente, e agora corroborando com as equações, a distância entre as chicanas influi diretamente o escoamento do fluido no casco. A função essencial da chicana em um trocador de calor é direcionar o fluxo e aumentar a turbulência do escoamento. Ao diminuir o espaçamento entre as chicanas centrais as consequências são: maior perda de carga no lado do casco e maior coeficiente de transferência de calor por convecção no lado do casco.

INFLUÊNCIA DO PARÂMETRO B (ESPAÇAMENTO DE CHICANAS) NO PROJETO Aluno: Gabriel da Costa Peçanha Data: 30.agosto.

3. CONCLUSÃO O processo de remoção ou adição de calor a um sistema líquido ou gasoso é indispensável em qualquer processo industrial. Por se tratar de algo tão fundamental, os conhecimentos acerca do funcionamento dos trocadores de calor, principalmente ao que se refere ao seu projeto, são imprescindíveis para se promover quaisquer atividades operacionais oriundos de processos industriais. Neste trabalho, foi possível ver a importância do parâmetro B – espaçamento das chicanas - no trocador Casco e tubo CT1,2 complementando assim a noção sobre o objeto estudado.
4. REFERÊNCIA BIBLIOGRAFICA Kern, D. Q. Processos de Transmissão de Calor. Editora Guanabara dois S.A., 1980 GUSTAVO BAUERMANN SOUSA (TCC). Sistema Computacional de Pré-dimensioanmento das unidades de tratamento de água: floculador, decantador e filtro. CLAUDIO DUARTE - Aula 16 - TROCADOR DE CALO/R MÉTODO KERN - https://www.youtube.com/watch?v=0VbTfxzqLro – <acessado em 30/08/2021>