ESTUDO COMPARATIVO DE MÉTODO DIFERENCIAL TERMOFLUIDODINÂMICO PARA TROCADORES DE CALOR DO TIPO CASCO E TUBOS 1-2 COM CHICANAS FRACIONADAS E HELICOIDAIS

ESTUDO COMPARATIVO DE MÉTODO DIFERENCIAL TERMOFLUIDODINÂMICO PARA TROCADORES DE CALOR DO TIPO CASCO E TUBOS 1-2 COM CHICANAS FRACIONADAS E HELICOIDAIS

PEREIRA, A. S.; MAGALHÃES, M. L.; CARTAXO, S. J. M.

Artigo Completo:

Trocadores de calor do tipo casco e tubos são equipamentos utilizados para a manipulação e reaproveitamento de cargas térmicas entre correntes de processo. Neste trabalho, utilizou-se do desenvolvimento de um método rigoroso transiente de análise e dimensionamento de trocadores de calor casco e tubos 1-2 para comparação do comportamento termofluidodinâmico como coeficientes de transferência de calor e perda de carga para diferentes conformações de chicanas: fracionadas e helicoidais. Para isso, os parâmetros do trocador foram mantidos constantes, com o objetivo de avaliar o desempenho em diferentes condições operacionais. Foram utilizados os métodos apresentados por Bell-Delaware (chicanas fracionadas) e Tao et al. (chicanas helicoidais) para o lado do casco e as propriedades físicas são avaliadas localmente baseadas em equações de predição adaptáveis a vários fluidos disponíveis em banco de dados e na literatura. As simulações foram realizadas no ambiente computacional framework Python e seus módulos, para determinar o perfil de temperatura, pressão e propriedades físicas dos fluidos ao longo do trocador, considerando a variação unidimensional. Esta ferramenta é de grande ajuda na análise e dimensionamento de trocadores de calor, pois podemos determinar qual o tipo de arranjo de chicana é mais adequado para cada processo.

Trocadores de calor do tipo casco e tubos são equipamentos utilizados para a manipulação e reaproveitamento de cargas térmicas entre correntes de processo. Neste trabalho, utilizou-se do desenvolvimento de um método rigoroso transiente de análise e dimensionamento de trocadores de calor casco e tubos 1-2 para comparação do comportamento termofluidodinâmico como coeficientes de transferência de calor e perda de carga para diferentes conformações de chicanas: fracionadas e helicoidais. Para isso, os parâmetros do trocador foram mantidos constantes, com o objetivo de avaliar o desempenho em diferentes condições operacionais. Foram utilizados os métodos apresentados por Bell-Delaware (chicanas fracionadas) e Tao et al. (chicanas helicoidais) para o lado do casco e as propriedades físicas são avaliadas localmente baseadas em equações de predição adaptáveis a vários fluidos disponíveis em banco de dados e na literatura. As simulações foram realizadas no ambiente computacional framework Python e seus módulos, para determinar o perfil de temperatura, pressão e propriedades físicas dos fluidos ao longo do trocador, considerando a variação unidimensional. Esta ferramenta é de grande ajuda na análise e dimensionamento de trocadores de calor, pois podemos determinar qual o tipo de arranjo de chicana é mais adequado para cada processo.

Palavras-chave:

DOI: 10.5151/chemeng-cobeqic2015-375-33986-261126

Referências bibliográficas

• [1] BELL, K. J., Delaware Method for Shell Side Design, Heat Exchanger Thermal-Hydraulic Fundamentals and Design, New York: McGraw-Hill, 1980.
• [2] PEREIRA, A. S.; MAGALHAES, M. L.; CARTAXO, S. J. M. Development of Transient Differential Model of Bell-Delaware Method with A Case Study of Water/TiO2 Nanofluid. J. Adv. Thermal Science Research, v. 2, p. 12-21, 2015.
• [3] SCHLÜNDER, E. U.; Heat Exchanger Design Handbook. Washington: Hemisphere, 1983.
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• [5] TABOREK, "Shell-and-Tube Heat Exchangers", Section 3.3, Heat Exchanger Design Handbook, Hemisphere, 1983.
• [6] TAO, W. Q.; HE, Y. L.; ZHANG, J. F.; A Design and Rating Method for Shell-and-Tube Heat Exchangers with Helical Baffles. Journal of Heat Transfer, v. 132, p. 51802.1 - 51802.8, 2010.

Como citar:

PEREIRA, A. S.; MAGALHÃES, M. L.; CARTAXO, S. J. M.; "ESTUDO COMPARATIVO DE MÉTODO DIFERENCIAL TERMOFLUIDODINÂMICO PARA TROCADORES DE CALOR DO TIPO CASCO E TUBOS 1-2 COM CHICANAS FRACIONADAS E HELICOIDAIS", p-2617-2623. In: Anais do XI Congresso Brasileiro de Engenharia Química em Iniciação Científica [=Blucher Chemical Engineering Proceedings, v. 1, n.3]. ISSN Impresso: 2446-8711. São Paulo: Blucher, 2015.
ISSN 23591757, DOI 10.5151/chemeng-cobeqic2015-375-33986-261126