aula processos transf de calor - calculo trocador de calor guia
TRANSCRIPT
![Page 1: Aula Processos Transf de Calor - Calculo Trocador de Calor Guia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012321/577c82371a28abe054afee26/html5/thumbnails/1.jpg)
Cálculo de trocadores casco e tubos sem mudança de fase
![Page 2: Aula Processos Transf de Calor - Calculo Trocador de Calor Guia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012321/577c82371a28abe054afee26/html5/thumbnails/2.jpg)
Formas de transferência de calor
![Page 3: Aula Processos Transf de Calor - Calculo Trocador de Calor Guia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012321/577c82371a28abe054afee26/html5/thumbnails/3.jpg)
Equação de Fourrier para condução
Equação de resfriamento de Newton para convecção
Equação de transmissão por radiação
![Page 4: Aula Processos Transf de Calor - Calculo Trocador de Calor Guia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012321/577c82371a28abe054afee26/html5/thumbnails/4.jpg)
d
dr-kr
dT
dr
æ
èçö
ø÷+Geração = Variação
regime permanente, sem geração
d
dr-kr
dT
dr
æ
èçö
ø÷= 0
rdT
dr= C1
dT = C1
dr
r
T = C1 ln r +C2
Coordenadas(Cilíndricas(Integração(da(Equação(da(Difusão(de(Calor(
Para superficies cilindricas
![Page 5: Aula Processos Transf de Calor - Calculo Trocador de Calor Guia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012321/577c82371a28abe054afee26/html5/thumbnails/5.jpg)
![Page 6: Aula Processos Transf de Calor - Calculo Trocador de Calor Guia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012321/577c82371a28abe054afee26/html5/thumbnails/6.jpg)
Resistências em Série – Coordenadas Cilíndricas
![Page 7: Aula Processos Transf de Calor - Calculo Trocador de Calor Guia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012321/577c82371a28abe054afee26/html5/thumbnails/7.jpg)
Coordenadas Cilíndricas Equação Global para Resistências em Série
2,1,
22
1
2
11 2
1
2
ln
2
1
TTLrhLk
r
r
Lrhq
A
• As áreas para convecção são constantes;
• A área para a convecção interna é o perímetro do
superfície interna (2πr1) * L (comprimento);
• A área para a convecção externa é o perímetro do
superfície externa (2πr2) * L (comprimento);
• A condução é o termo “mais complexo” pois a área
de troca varia com o raio; a fórmula acima leva em
conta essa particularidade;
![Page 8: Aula Processos Transf de Calor - Calculo Trocador de Calor Guia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012321/577c82371a28abe054afee26/html5/thumbnails/8.jpg)
Expressão para o fluxo de calor
DTm é um valor médio calculado, já que varia ao longo do trocador
Representação do fluxo em contra-corrente
Ch e Cc são as capacidades caloríficas
![Page 9: Aula Processos Transf de Calor - Calculo Trocador de Calor Guia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012321/577c82371a28abe054afee26/html5/thumbnails/9.jpg)
Fluxo de calor
Substituindo o valor apropriado para DTm
DLMTD
![Page 10: Aula Processos Transf de Calor - Calculo Trocador de Calor Guia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012321/577c82371a28abe054afee26/html5/thumbnails/10.jpg)
Para um trocador bitubular
![Page 11: Aula Processos Transf de Calor - Calculo Trocador de Calor Guia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012321/577c82371a28abe054afee26/html5/thumbnails/11.jpg)
Para trocadores casco e tubos
![Page 12: Aula Processos Transf de Calor - Calculo Trocador de Calor Guia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012321/577c82371a28abe054afee26/html5/thumbnails/12.jpg)
Para arranjos onde há mais de uma passsagem nos tubos ou no casco o ΔLMTD precisa ser corrigido
![Page 13: Aula Processos Transf de Calor - Calculo Trocador de Calor Guia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012321/577c82371a28abe054afee26/html5/thumbnails/13.jpg)
Aplica-se o fator de correção FT para corrigir o ΔLMTD
Q = U A ΔLMTD FT
O fator FT é dependente do número de passsagens no lado do casco. Assim, FT é o mesmo para arranjos 1-2, 1-4, 1-6 etc. O número de passagens no casco é quem determinará o valor do FT
![Page 14: Aula Processos Transf de Calor - Calculo Trocador de Calor Guia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012321/577c82371a28abe054afee26/html5/thumbnails/14.jpg)
Cálculo do FT
Parametros
FT
NS é o número de cascos em série ou o número de passagens no casco
![Page 15: Aula Processos Transf de Calor - Calculo Trocador de Calor Guia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012321/577c82371a28abe054afee26/html5/thumbnails/15.jpg)
Cálculo do FT
Se R = 1
FT
![Page 16: Aula Processos Transf de Calor - Calculo Trocador de Calor Guia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012321/577c82371a28abe054afee26/html5/thumbnails/16.jpg)
Cálculo do FT
FT tambem pode ser obtido graficamente em função de R e S
![Page 17: Aula Processos Transf de Calor - Calculo Trocador de Calor Guia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012321/577c82371a28abe054afee26/html5/thumbnails/17.jpg)
Cálculo do FT
O fator FT não deve ser menor que 0,75. Abaixo desse valor pequenas variações de temperatura podem fazer o FT variar drasticamente.
Arranjos equivalentes
Este arranjo equivale a um trocador 2-4, onde a área é a do conjunto.
![Page 18: Aula Processos Transf de Calor - Calculo Trocador de Calor Guia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012321/577c82371a28abe054afee26/html5/thumbnails/18.jpg)
O coeficiente global de troca de calor U
2
1
22
2
11
1ln
11
hk
r
rr
r
rh
U A
RU
1
Sendo a resistencia do metal da parede do tubo pequena
![Page 19: Aula Processos Transf de Calor - Calculo Trocador de Calor Guia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012321/577c82371a28abe054afee26/html5/thumbnails/19.jpg)
O coeficiente global de troca de calor U
oi RRU
1
É necessário referir a uma mesma superfície. E considerando
a superfície externa.
oi
o
i hA
A
hU
111
Ficando
o
i
oi R
A
AR
U
1
![Page 20: Aula Processos Transf de Calor - Calculo Trocador de Calor Guia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012321/577c82371a28abe054afee26/html5/thumbnails/20.jpg)
O coeficiente global de troca de calor U
Calculado desta forma, é implícita a consideração que as
superfícies estão limpas. Assim :
Como o equipamento vai sujar ao longo do tempo é
necessário considerar o termo que levará em conta este fator.
Depois de um certo tempo de operação, o coeficiente global
vai se reduzindo devido à deposição de sujeira e incrustações
oi
o
ic hA
A
hU
111
Ficando
fofi
oi
o
id
RRhA
A
hU
111
![Page 21: Aula Processos Transf de Calor - Calculo Trocador de Calor Guia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012321/577c82371a28abe054afee26/html5/thumbnails/21.jpg)
O coeficiente global de troca de calor U
Rfi e Rfo são resistências adicionais acrescentadas pela
deposição de material nas superfícies interna e externa
respectivamente:
Assim:
fofi
cd
RRUU
11
![Page 22: Aula Processos Transf de Calor - Calculo Trocador de Calor Guia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012321/577c82371a28abe054afee26/html5/thumbnails/22.jpg)
Parametros geométricos básicos de um trocador de calor
1. Tipo do trocador (ex., espelho fixo, tubo em U, cabeçote
flutuante etc)
Avaliar vantagens e desvantagens de cada combinação de
cabeçote e casco, levando em conta a experiencia existente
para determinado tipo de serviço.
2. Diametro e passo dos tubos(ex. quadrado, triangular, etc)
Selecionar o diametro dos tubos e a espessura BWG. 1” e
¾” são os mais utilizados. O passo dependerá da
necessidade de limpeza externa dos tubos.
3. Alocação dos flúidos(qual será o flúido dos tubos e do
casco)
Observar os critérios mais adequados.
![Page 23: Aula Processos Transf de Calor - Calculo Trocador de Calor Guia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012321/577c82371a28abe054afee26/html5/thumbnails/23.jpg)
Parametros geométricos básicos de um trocador de calor
4. Número de cascos em série, e número de passes.
Utilizar o fator Ft para definir o número de cascos em série e
o número de passes por casco.
5. Número de tubos, número de passes e diametro do casco.
Considerar que, para uma mesma área o custo de uma
unidade com tubos longos é menor que uma com um maior
número de tubos de menor comprimento.
6. Comprimento dos tubos.
Selecionar um comprimento que seja submúltiplo de 20 ft,
tais como 16, 12, 10 etc.
7. Número de chicanas, tipo e espaçamento.
O espaçamento mínimo entre chicanas deverá ser 1/5 do
diametro do casco, mas não menor que 2”. O impacto é na
velocidade no lado do casco. O TEMA define o espaçamento
máximo.
![Page 24: Aula Processos Transf de Calor - Calculo Trocador de Calor Guia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012321/577c82371a28abe054afee26/html5/thumbnails/24.jpg)
Coeficientes de troca térmica
Lado dos tubos - interno
Reynolds
Fluxo laminar Reynolds < 2100
Como aproximação, é aceitável se obter as propriedades nas condições
intermediárias entre a entrada e saída.
![Page 25: Aula Processos Transf de Calor - Calculo Trocador de Calor Guia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012321/577c82371a28abe054afee26/html5/thumbnails/25.jpg)
Coeficientes de troca térmica
Lado dos tubos - interno
Fluxo turbulento Reynolds > 10000
Região de transição 2100 < Reynolds < 10000
![Page 26: Aula Processos Transf de Calor - Calculo Trocador de Calor Guia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012321/577c82371a28abe054afee26/html5/thumbnails/26.jpg)
Coeficientes de troca térmica
Temperatura de parede
q = ho . (Tm – Tw) e q = hio . ( Tw – tm)
Tm e tm são as temperaturas médias dos lados quente e frio.
Tw deverá ser determinado para se obter μw e corrigir os
coeficientes interno e externo (μ/μw)0,14
![Page 27: Aula Processos Transf de Calor - Calculo Trocador de Calor Guia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012321/577c82371a28abe054afee26/html5/thumbnails/27.jpg)
Coeficientes de troca térmica
Lado do casco
Área de passagem do flúido do casco
Ds é o diametro do casco
![Page 28: Aula Processos Transf de Calor - Calculo Trocador de Calor Guia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012321/577c82371a28abe054afee26/html5/thumbnails/28.jpg)
Coeficientes de troca térmica
Lado do casco
Diametro equivalente
O Kern define o raio hidráulico como se os escoamento fosse
perpendicular ao feixe de tubos
Passo quadrado Passo triangular
![Page 29: Aula Processos Transf de Calor - Calculo Trocador de Calor Guia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012321/577c82371a28abe054afee26/html5/thumbnails/29.jpg)
Coeficientes de troca térmica
Lado do casco
Passo quadrado Passo triangular
![Page 30: Aula Processos Transf de Calor - Calculo Trocador de Calor Guia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012321/577c82371a28abe054afee26/html5/thumbnails/30.jpg)
Coeficientes de troca térmica
Lado do casco
Definição do Reynolds
Coeficiente externo de transferencia de calor
![Page 31: Aula Processos Transf de Calor - Calculo Trocador de Calor Guia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012321/577c82371a28abe054afee26/html5/thumbnails/31.jpg)
ΔP lado dos tubos
a = - 0,14 para escoamento turbulento
a = – 0,25 para escoamento laminar
Fator de fricção escoamento turbulento
escoamento laminar
n – número de passes
L – comprimento dos tubos
Para trocadores multipasse
![Page 32: Aula Processos Transf de Calor - Calculo Trocador de Calor Guia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012321/577c82371a28abe054afee26/html5/thumbnails/32.jpg)
ΔP lado do casco
NB é o número de chicanas
![Page 33: Aula Processos Transf de Calor - Calculo Trocador de Calor Guia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012321/577c82371a28abe054afee26/html5/thumbnails/33.jpg)
Fatores não considerados no método
- Nas janelas das chicanas o fluxo é paralelo ao feixe tubular
- Nas regiões próximas à periferia da chicana o fluxo tende a
contornar o feixe.
- Como as chicanas possuem orifício para a passagem dos tubos,
uma parcela da vazão do casco pode fluir pelos orifícios
- Assim o fluxo total do casco seria formado por:
- Parcela que realmente circula através do feixe.
- Fração que by passa pefrifericamente o feixe.
- Vazamentos entre chicana e feixe.
- Vazamentos entre chicana e casco
![Page 34: Aula Processos Transf de Calor - Calculo Trocador de Calor Guia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012321/577c82371a28abe054afee26/html5/thumbnails/34.jpg)
Fatores não considerados no método
- Representação
![Page 35: Aula Processos Transf de Calor - Calculo Trocador de Calor Guia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012321/577c82371a28abe054afee26/html5/thumbnails/35.jpg)
Método de Bell
Método desenvolvido na universidade de Delaware em 1950 por
Keneth Bell, sob o patrocínio do TEMA.
O método baseia-se em um banco de tubos ideal.
Daí são aplicadas as correções, tanto para os coeficientes de
transferencia quanto a perda de carga no lado do casco.
- Efeitos de by pass.
- Efeitos da janela da chicana.
- Efeitos de vazamentos.
- Efeitos do número de fileiras de tubos.
![Page 36: Aula Processos Transf de Calor - Calculo Trocador de Calor Guia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012321/577c82371a28abe054afee26/html5/thumbnails/36.jpg)
Método de Bell - Correlações
Método desenvolvido na universidade de Delaware em 1950 por
Keneth Bell, sob o patrocínio do TEMA.
Reynolds do banco ideal de tubos
Velocidade mássica
![Page 37: Aula Processos Transf de Calor - Calculo Trocador de Calor Guia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012321/577c82371a28abe054afee26/html5/thumbnails/37.jpg)
Método de Bell - Correlações
Fator j de Colburn para o coeficiente de troca
Fator f para a perda de carga
![Page 38: Aula Processos Transf de Calor - Calculo Trocador de Calor Guia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012321/577c82371a28abe054afee26/html5/thumbnails/38.jpg)
Método de Bell - Correlações
![Page 39: Aula Processos Transf de Calor - Calculo Trocador de Calor Guia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012321/577c82371a28abe054afee26/html5/thumbnails/39.jpg)
Método de Bell - Correlações
Efeito do número de fileira de tubos
Fator de correção X
![Page 40: Aula Processos Transf de Calor - Calculo Trocador de Calor Guia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012321/577c82371a28abe054afee26/html5/thumbnails/40.jpg)
Método de Bell - Correlações
Coeficiente corrigido
Fator X não impacta no ΔP
![Page 41: Aula Processos Transf de Calor - Calculo Trocador de Calor Guia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012321/577c82371a28abe054afee26/html5/thumbnails/41.jpg)
Método de Bell - Correlações
Efeito do by pass
Coeficiente de troca
ΔP
Instalação de tiras de selagem
![Page 42: Aula Processos Transf de Calor - Calculo Trocador de Calor Guia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012321/577c82371a28abe054afee26/html5/thumbnails/42.jpg)
Método de Bell - Correlações
Cálculo das corrreções
![Page 43: Aula Processos Transf de Calor - Calculo Trocador de Calor Guia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012321/577c82371a28abe054afee26/html5/thumbnails/43.jpg)
Método de Bell - Correlações
Cálculo das corrreções
![Page 44: Aula Processos Transf de Calor - Calculo Trocador de Calor Guia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012321/577c82371a28abe054afee26/html5/thumbnails/44.jpg)
Método de Bell - Correlações
Efeito da janela da chicana
Coeficiente de troca
Coeficiente sem vazamentos
![Page 45: Aula Processos Transf de Calor - Calculo Trocador de Calor Guia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012321/577c82371a28abe054afee26/html5/thumbnails/45.jpg)
Método de Bell - Correlações
Efeito da janela da chicana
ΔP
![Page 46: Aula Processos Transf de Calor - Calculo Trocador de Calor Guia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012321/577c82371a28abe054afee26/html5/thumbnails/46.jpg)
Método de Bell - Correlações
Efeito da janela da chicana
ΔP
![Page 47: Aula Processos Transf de Calor - Calculo Trocador de Calor Guia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012321/577c82371a28abe054afee26/html5/thumbnails/47.jpg)
Método de Bell - Correlações
Efeito da janela da chicana
ΔP p/Reynolds < 100
![Page 48: Aula Processos Transf de Calor - Calculo Trocador de Calor Guia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012321/577c82371a28abe054afee26/html5/thumbnails/48.jpg)
Método de Bell - Correlações
Efeito da janela da chicana
ΔP p/Reynolds > 100
![Page 49: Aula Processos Transf de Calor - Calculo Trocador de Calor Guia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012321/577c82371a28abe054afee26/html5/thumbnails/49.jpg)
Método de Bell - Correlações
Efeito dos vazamentos casco-chicanas e tubos-chicanas
Efeito no coeficiente
![Page 50: Aula Processos Transf de Calor - Calculo Trocador de Calor Guia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012321/577c82371a28abe054afee26/html5/thumbnails/50.jpg)
Método de Bell - Correlações
Efeito dos vazamentos casco-chicanas e tubos-chicanas
Efeito no ΔP
![Page 51: Aula Processos Transf de Calor - Calculo Trocador de Calor Guia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012321/577c82371a28abe054afee26/html5/thumbnails/51.jpg)
Método de Bell - Correlações
Coeficiente de troca no lado do casco com correções
– correção para a janela de passagem
h – correção para o by pass
X – correção para o número de fileiras de tubos
hL/hNL – correção para os vazamentos
![Page 52: Aula Processos Transf de Calor - Calculo Trocador de Calor Guia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012321/577c82371a28abe054afee26/html5/thumbnails/52.jpg)
Método de Bell - Correlações
ΔP com correções.
Necessita ser dividido em parcelas
- Zonas de passagens na janela da chicana.
- Zonas de passagens de fluxo transversal.
- Zonas de entrada e saída do casco. Nestas zonas não há vazamentos.
![Page 53: Aula Processos Transf de Calor - Calculo Trocador de Calor Guia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012321/577c82371a28abe054afee26/html5/thumbnails/53.jpg)
Método de Bell - Correlações
Seja o trocador
As zonas I e V são as entradas e saídas.
As zonas II, III e IV, tem regiões de fluxo nas janelas das chicanas e
fluxos transversais.
![Page 54: Aula Processos Transf de Calor - Calculo Trocador de Calor Guia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012321/577c82371a28abe054afee26/html5/thumbnails/54.jpg)
Método de Bell - Correlações
Para as zonas I e V somente há correção para by pass.
![Page 55: Aula Processos Transf de Calor - Calculo Trocador de Calor Guia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012321/577c82371a28abe054afee26/html5/thumbnails/55.jpg)
Método de Bell - Correlações
Para as zonas II, III e IV há correção para by pass e vazamentos.
Para o ΔP nas janelas :
![Page 56: Aula Processos Transf de Calor - Calculo Trocador de Calor Guia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012321/577c82371a28abe054afee26/html5/thumbnails/56.jpg)
Método de Bell - Correlações
NC é o número de tubos que atravessam a chicana e NW o número de
tubos na janela.
Para o ΔP total
NB é o número de chicanas.
ΔpL/ΔpNL é o fator de correção para vazamentos.
Lembrando que nas zonas I e V o número total de tubos atravessados é
NC + NW.
![Page 57: Aula Processos Transf de Calor - Calculo Trocador de Calor Guia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012321/577c82371a28abe054afee26/html5/thumbnails/57.jpg)
Modos de cálculo
Rating.
Neste caso avalia-se um equipamento existente para o serviço desejado.
Equações de partida
Não se conhece T2 e t2. Para
determinar com precisão T2 e t2,
um cálculo tentativo seria
necessário.
Na maioria das vezes se conhece a
quantidade Q a ser trocada.
Assim, um balanço térmico pode ser efetuado, e verificado se a área
do equipamento atende à troca térmica requerida.
![Page 58: Aula Processos Transf de Calor - Calculo Trocador de Calor Guia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012321/577c82371a28abe054afee26/html5/thumbnails/58.jpg)
Modos de cálculo
Rating. Passo a passo
![Page 59: Aula Processos Transf de Calor - Calculo Trocador de Calor Guia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012321/577c82371a28abe054afee26/html5/thumbnails/59.jpg)
Modos de cálculo
Rating. Passo a passo
![Page 60: Aula Processos Transf de Calor - Calculo Trocador de Calor Guia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012321/577c82371a28abe054afee26/html5/thumbnails/60.jpg)
Modos de cálculo
Rating. Passo a passo
![Page 61: Aula Processos Transf de Calor - Calculo Trocador de Calor Guia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012321/577c82371a28abe054afee26/html5/thumbnails/61.jpg)
Modos de cálculo
Rating. Passo a passo
![Page 62: Aula Processos Transf de Calor - Calculo Trocador de Calor Guia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012321/577c82371a28abe054afee26/html5/thumbnails/62.jpg)
Modos de cálculo
Rating. Passo a passo
![Page 63: Aula Processos Transf de Calor - Calculo Trocador de Calor Guia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012321/577c82371a28abe054afee26/html5/thumbnails/63.jpg)
Perda de carga
Lado dos tubos Graficamente
![Page 64: Aula Processos Transf de Calor - Calculo Trocador de Calor Guia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012321/577c82371a28abe054afee26/html5/thumbnails/64.jpg)
Modos de cálculo
Design.
Esta abordagem deve ser feita no caso de um trocador totalmente novo
para executar determinado tipo de serviço, onde as características
geométricas do equipamento são definidas pelo projetista.
Neste caso o objetivo é minimizar a diferença entre uma determinada
área assumida e a necessária, e assim, reduzindo o excesso de área,
refletido na economia do projeto.
![Page 65: Aula Processos Transf de Calor - Calculo Trocador de Calor Guia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012321/577c82371a28abe054afee26/html5/thumbnails/65.jpg)
Modos de cálculo
Design. Passo a passo
![Page 66: Aula Processos Transf de Calor - Calculo Trocador de Calor Guia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012321/577c82371a28abe054afee26/html5/thumbnails/66.jpg)
Modos de cálculo
Design. Passo a passo
![Page 67: Aula Processos Transf de Calor - Calculo Trocador de Calor Guia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012321/577c82371a28abe054afee26/html5/thumbnails/67.jpg)
Modos de cálculo
Design. Passo a passo
![Page 68: Aula Processos Transf de Calor - Calculo Trocador de Calor Guia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012321/577c82371a28abe054afee26/html5/thumbnails/68.jpg)
Problema
O estudo de DBN de uma refinaria de petróleo prevê um
aumento de 25% de produção de querosene com 42 ºAPI.
No projeto original, 35.040 kg/h de querosene a 390 ºF são
transferidos, através de bomba centrífuga, da torre de
destilação atmosférica para um vaso pulmão que se
encontra a 200 ºF, passando antes por um resfriador que
utiliza óleo bruto com 34 ºAPI como fluido de resfriamento.
Nesta troca térmica, o óleo é aquecido de 100 para 170 ºF.
O fator de incrustação combinado para esse tipo de
serviço é 0,003 h.ft².ºF/btu.
![Page 69: Aula Processos Transf de Calor - Calculo Trocador de Calor Guia](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012321/577c82371a28abe054afee26/html5/thumbnails/69.jpg)
Problema
Esse trocador de calor é o “gargalo” do sistema e,
portanto, deve ser substituído de forma a atender os
requisitos necessários à ampliação da refinaria.
Antes de comprar um equipamento novo para substituir o
resfriador de querosene, identificou-se um trocador de
calor disponível na área de alienação com as seguintes
características:
Lado do casco: diâmetro interno = 21 ¼ in
espaçamento entre chicanas = 5 in
nº de passagens = 1
Lado dos tubos: nº de tubos = 158
comprimento = 16’ 0”.
diâmetro = 1 in, BWG 13
passo = quadrado com 1 ¼
nº de passagens = 4