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Análise Técnica da Eficiência de um Trocador de Calor do Tipo Casco-Tubos

Technical Analysis on the Efficiency of a Shell-Tube Heat Exchanger

CHAVES, Filipe José Ferreira; MISAEL, Carla Gabriela Azevedo; FERNANDES, Caroline Vasconcelos; SANTOS, Josiele Souza Batista; CAVALCANTE, Juan Nicolas Andrade; VASCONCELOS, Suênia Fernandes de;

Completo:

A troca de calor entre fluidos de diferentes temperaturas é de suma importância para os processos industriais e possui diversas aplicações na engenharia. Trocadores de calor, principalmente, do tipo casco e tubos, são equipamentos utilizados para a manipulação e reaproveitamento de cargas térmicas entre correntes de processo. O uso eficiente de energia é um fator crítico para as indústrias, podendo configurar um processo economicamente atrativo e competitivo. O presente trabalho estuda uma unidade experimental de um trocador de calor casco-tubos, avaliando as configurações operacionais para se obter máxima eficiência na troca energética. Foram analisados o efeito da variação de vazão e temperatura no trocador de calor para as duas situações de escoamento do fluido, paralelo e contracorrente. Posteriormente, afim de determinar a condição de transferência térmica no trocador de calor, foram registrados as temperaturas de entrada e saída para estas configurações. A partir da análise realizada foi possível verificar que os comportamentos de temperatura como função da posição no trocador se assemelharam aos encontradas na literatura para os diferentes casos estudados. Em geral, as trocas térmicas de ambas as configurações foram semelhantes, imagina-se que isto ocorreu, por consequência do tamanho do trocador de calor.

Completo:

The heat exchange between fluids of different temperatures is of great importance for industrial processes and it has many applications in engineering. Heat exchangers, especially the shell and tube ones, are devices used for handling and reusing thermal loads between process streams. Efficient use of energy is critical for the industries; it may set it up as an economically attractive and competitive process. This paper studies an experimental unit of a heat exchanger shell-tube heat, evaluating the operational settings to achieve maximum efficiency in energy trading. Thus, the effect of the flow rate and temperature in the heat exchanger has been analyzed for both situations of fluid leakage, parallel and counter flow. Subsequently, in order to determine the heat transfer condition in the heat exchanger, the in and out temperatures for these settings have been registered. From the analysis results, it is possible to see that the temperature behavior as a function of position on the exchanger is similar to the one found in the literature for the different cases that were studied. In general, the thermal exchanges in both settings were quite the same, it is wondered that it must have been occurred because of the heat exchanger size.

Palavras-chave: Trocador de calor; Eficiência energética; Escoamento em paralelo; Escoamento em Contracorrente,

Palavras-chave: Heat Exchange; Energy Efficiency; Parallel Flow; Counter Flow,

DOI: 10.5151/chenpro-5erq-eng3

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Como citar:

CHAVES, Filipe José Ferreira; MISAEL, Carla Gabriela Azevedo; FERNANDES, Caroline Vasconcelos; SANTOS, Josiele Souza Batista; CAVALCANTE, Juan Nicolas Andrade; VASCONCELOS, Suênia Fernandes de; "Análise Técnica da Eficiência de um Trocador de Calor do Tipo Casco-Tubos", p. 905-914 . In: Anais do V Encontro Regional de Química & IV Encontro Nacional de Química [=Blucher Chemistry Proceedings].. São Paulo: Blucher, 2015.
ISSN 2318-4043, DOI 10.5151/chenpro-5erq-eng3

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