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_2
016_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.