Introdução e conclusão

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UNIVERSIDADE REGIONAL INTEGRADA DO ALTO URUGUAI E DAS MISSÕES – URI – CAMPUS ERECHIM/RS
CURSO DE ENGENHARIA QUÍMICA 
DISCIPLINA: APLICAÇÕES INDUSTRIAIS DO CALOR
PROJETO DE UM TROCADOR DE CALOR TIPO CASCO E TUBOS
Professor
Cristiano Vitorino da Silva 
Acadêmicas
Adriane Schultz
Luani Oldra
Erechim, Dezembro/2020
INTRODUÇÃO
	Com amplo emprego nos mais variados segmentos industriais tais como no aquecimento de ambientes, energia solar, na produção de potência, no processamento químico e alimentício, eletrônicos, indústria de manufatura e na recuperação de calor em processos, os trocadores de calor são equipamentos fundamentais que se encontram envolvidos, sobretudo, em processos cuja a finalidade consiste na troca térmica entre duas substâncias, mormente, fluidos. Vale sinalar que, devido as diversas aplicações que se apresentam a estes equipamentos, muitas são as configurações e geometrias utilizadas para a construção destes, dentre os quais, pode-se citar os trocadores de calor de tubo duplo, trocadores de calor casco e tubos, trocadores de calor de superfície submersa e trocadores de calor de placas. 
	Em uma indústria de produção de energia solar, por exemplo, pode-se aplicar no processo, trocadores de calor do tipo casco e tubos, que são capazes de atuar no sentido de condensar e esfriar o vapor de água superaquecido, empregando-se a água como meio/fluido que receberá esta transferência de calor. Neste contexto, no presente trabalho, busca-se fazer o dimensionamento de um trocador de calor do tipo casco e tubos, utilizando-se para tanto, o livro Kakaç (2002).
CONCLUSÃO 
	Através de exemplos do livro Kakaç (2002), pôde-se efetuar o dimensionamento do trocador de casco e tubos/condensador que pode ser empregado em um sistema de geração de energia solar, obtendo-se como diferença térmica média logarítmica, 334, 978 K; para a taxa de transferência de calor, 264,064 W; já para a vazão mássica de água de resfriamento, um valor de 1,26 kg/s. Ainda, como número de Reynolds, obteve-se 35686,7, o que demonstra ser um regime turbulento; e, para o número de Nusselt, calculou-se 173,43. 
Ademais, em relação ao número de tubos, no cálculo, obteve-se 11 tubos, entretanto, para a construção do desenho foram considerados 12 tubos, em virtude da melhor e mais adequada distribuição destes no equipamento. Como coeficiente total de transferência de calor, o condensador apresenta 2555,85 W/m2K; enquanto o coeficiente fora dos tubos (h0) equivale à 4366, 28 W/m2K; e o coeficiente de transferência de calor por convecção interna em tubo corresponde à 6164,07 W/m2K. 
O dimensionamento em relação à área do condensador resultou em 0,31 m2; já quanto ao comprimento, através da equação proposta por Kakaç, obteve-se 1 m, contudo, devido à perda de carga, considerou-se apenas 0,5 m. Além destes valores, também foi necessário dimensionar o diâmetro externo, o qual resultou em 0,17 m; a espessura do casco, consistente em 0,0062 m; a espessura do espelho, equivalente à 0,0096 mm; o número de chicanas, igual à 2; De equivalente, que resultou em 0,024 m; e, ainda, a queda de pressão no lado dos tubos, equivalente à 2272,54 Pa.
REFERÊNCIAS
GARDENAL, A. L.; SGUARIO, M. K. Avaliação do desempenho de trocadores de calor. Trabalho de Conclusão de Curso, Ponta Grossa/PR, 2016. Disponível em:<http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/bitstream/1/7446/1/PG_COENQ_2016_1_01.pdf>. Acesso em: 29 nov. 2020.
INCROPERA, F. P. et al. Fundamentos de transferência de calor e massa. 6 ed. LTC: Rio de Janeiro, 2008.
MAYER, D. R. Dimensionamento da tubulação do fluido frio de um condensador de vapor utilizado em tecnologia heliotérmica. Trabalho de Conclusão de Curso, Horizontina/RS, 2016. 
KAKAÇ, S. et al. Heat Exchangers: selection, rating, and thermal design. 2 ed. CRC Press, 2002.