1Equipamentos Trmicos

Permutadores de Calor

Contedo do mdulo Permutadores

Classificao de permutadores de calor Exemplos de vrios tipos e aplicaes Transferncia de calor em permutador Balanos de energia e variao de

temperatura Mtodo F-Tln; e -NUT. Associao de permutadores Integrao de processos Descrio de vrios tipos de permutadores

2Classificaes de permutadores

Os permutadores podem-se classificar em diversos aspectos sendo os principais: Funo ou aplicao Tipo de contacto Configurao do escoamento Principio de construo (tipo de permutador) Geometria Dimenso caracterstica da superfcie

Aplicaes

Num permutador pretende-se sempre transferir calor com diferentes objectivos: Condensador Evaporador ou gerador de vapor Arrefecedor ou aquecedor Recuperador (De uma aplicao para outra) Regenerador (Na mesma aplicao) Dissipador (radiadores) Torres de refrigerao

3Tipo de contacto

Contacto Indirecto A troca de calor ocorre atravs de paredes entre dois ou mais fluidos

Contacto Directo Os fluidos iguais ou no misturam-se (ex. torres

de arrefecimento ou reguladores de temperatura de vapor) Fluidos trocam calor atravs de meio de armazenamento Leito fluidizado(troca de calor fluido - slido)

Configurao do escoamento

Contra-corrente Correntes paralelas ou Equi-corrente Correntes cruzadas

Com mistura transversal Sem mistura transversal

Correntes com mltiplas passagens 2x1 (Uma passagem em equi e outra em contra corrente) Escoamento dividido ou mltiplas passagens

4Configurao de escoamento

Quando um fluido efectua um elevado nmero de passagens em correntes cruzadas, pode-se considerar como equivalente a uma passagem bem misturado no sentido transversal.

Principio de construo

Tubular Tubos concntricos Corpo e feixe tubular

Placas Montadas a presso ou soldadas Espiral ou lamela

Superfcies alhetadas Placas ou tubos

Regenerador (Matriz slida) Rotativo ou matriz fixa

5Compactao Pode ser medida pela rea de transferncia por

unidade de volume ou de forma equivalente por dimenso caracterstica de canais.

Permutadores de corpo e feixe tubular tm tubos e canais com 10 a 30 mm correspondendo a 100 m2/m3

Permutadores de placas tm tipicamente canais com 5mm correspondendo a valores superiores a 200 m2/m3

Existem ainda outros tipos de permutadores mais compactos, especialmente com alhetas.

Outras classificaes Estado dos fluidos

Sem mudana de fase em ambos os fluidos Com mudana de fase em um ou ambos

Mecanismo de transferncia de calor Conveco Radiao ou combinao com conveco

Na maior parte das dedues consideram-se como constantes as propriedades dos fluidos (e.g. calor especfico) e o coeficiente global de transmisso de calor U(W/m2K) Qual o valor de calor especfico na mudana de fase?

6Permutador de tubos paralelos

Podem existir mais que um tubointerior e os tubos podem ser alhetados no interior e exterior.

Permutador de corpo e feixetubular

7Escoamento no corpo

Permutadores de corpo e feixe tubular Vrios arranjos de escoamento

8Placas alternadas (normalmente semelhantes mas invertidas)

Vedaes parapromover o escoamentoalternado nasplacas.

Arranjo de escoamento empermutadores de placas

Permutador de placasalhetadas

Permite integrar mais de duas correntes na mesma unidade

9Permutador de tubosEscoamento exterior de gases

Tubos alhetados com escoamento exterior de ar

Tubos alhetados

10

Dissipadores Radiadores

Regeneradores matriz slida Utilizados em fornos de vidro

11

Regeneradores

Regeneradores rotativos

12

Utilizao de fludo de transporte de energia trmica

Permutador com zona de vapor

13

Torres de ArrefecimentoConveco Natural Conveco Forada

Caldeiras de recuperao