Trocadores de calor resumo

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Universidade Federal Fluminense – Faculdade de Farmácia
Resumo Operações Unitárias P1 Prof: Thalita Aluna: Manuela Vilas 
Trocadores de calor
1. Classificação quanto a função: 
	Aquecedor
· Utilização de um fluido auxiliar, como vapor d’água ou sistemas a óleo (hot oil), para fornecer calor à uma corrente fluida (líq ou gás).
· Através de condensadores ou fervedores. 
	Refrigerador
· Resfriam um fluido, por contato indireto, com a água, ar ou fluido refrigerante (Ex.: amônia e freon)
· Modifica de forma transitória ou não o estado físico dos corpos sem alterar sua composição química
· Usos: Arrefecimento de misturas exotérmicas, conservação de alimentos e produtos biológicos e em liofilização. 
	Fervedores
- Fornece calor às colunas de destilação, através da vaporização de parte do líquido. 
- Vaporização do líquido circulante é sempre parcial (separação entre o líquido e o vapor gerado)
	Evaporadores
- Remoção do solvente na forma de vapor
	Geradores de vapor
- Recuperam o calor de correntes quentes do processo, gerando vapor d’água, a ser utilizado no próprio processo
Ex.: casco e tubo
	Resfriadores
-Resfriam líquidos e gases mediante uso de água.
- (+) rápida circulação de água e grande superfície de contato.
Ex.: Condensador de bolas (maior superfície de contato) é mais eficiente do que o de Liebig. 
	Resfriadores posteriores
 (after-coolers)
- Eliminam os inconvenientes causados pelo aquecimento, trocando calor com ar comprimido resfriado. Acabam por evitar o arraste de partículas de água e óleo pelo ar no momento da sua compressão. 
	Refrigeradores
- Resfriam líquidos a uma temperatura mais baixas que atingíveis só com a água. Utiliza-se fluido refrigerante (freon)
- Na refrigeração por mudança de fase e absorção de calor, utiliza-se a sublimação de um sólido ou evaporação de um líquido, como freon.
Ex.: fusão de um sólido: gelo + sal
	Intercambiadores de calor
- Proporcionam permuta de calor com finalidade de recuperar o calor residual de um processo
- É conseguida pelo aquecimento de um fluido frio mediante o contato indireto com um fluido quente, que teria que ser, obrigatoriamente, resfriado
2. Classificação quanto à forma construtiva:
	Trocador de duplo tubo
- Pequenas trocas de calor
-Constituição: 
 2 tubos coaxiais (dentro do fluido interior circula um fluido e fora deste, outro fluido). 
 Os fluidos internos/externos podem atravessar a extensão do tubo em correntes paralelas ou em contracorrente (mais efetiva)
*A superfície de troca pode ser aumentada pela aquisição de trocadores com tubos aletados (tubo interno ou ambos). Esse tipo de tubo aumentam a turbulência na passagem do fluido (convecção forçada), aumentando a eficiência pelo aumento da superfície e pela turbulência
-Simples, custo reduzido, fácil desmontagem e limpeza.
	Trocador de feixes tubulares 
(Casco e tubo)
- Mais adaptável à troca de calor de diferentes tipos de fluidos, por isso, mais usado nas indústrias.
-Aplicável a processos que necessitam de grandes áreas de troca, pressão acima de 30 bar e temperatura acima de 260°
-Constituição: 
Casco, espelho, chicanas e feixe de tubos
Tubo (casco) que apresenta no seu interior vários condutos cilíndricos (feixe de tubos), dentro dos quais passará um dos fluidos.
*O tubo em forma de U proporciona ao fluido circulante no tubo duas passagens pelo sistema (1 passe no casco e 2 passes no tubo)
A junção de dois sistemas em U, proporciona 2 passes no casco e 4 passes no tubo
*Tubo reto 1 passe no casco e 1 passe no tubo.
*Chicanas: orientam o fluxo do casco, de forma que todo ele entre em contato com todos os tubos; aumenta turbulência do sistema e sustenta os tubos.
	Trocador de tipo serpentina
-Constituição:
Tubo submerso em um líquido contido em um contentor, tipo tanque, com objetivo de manter esse líquido a uma dada temperatura.
-Os fluidos de aquecimento e refrigeração utilizados são: vapor d’água, água ou óleos quentes e água de refrigeração.
*Mais eficiente que o duplo tubo por estar enovelado (aumenta superfície de contato)
*Difícil limpeza dos tubos
	Trocador de placas
-Utilizado para líquidos que não se misturam, porque as placas possuem juntas de vedação, não permitindo a vedação de gases.
-Constituição:
Série de placas, finas lâminas de metal, corrugadas, que se encontram presas a seus extremos.
O fluido entra e sai dos canais através dos orifícios das placas. Os fluidos circulam entre as placas, de forma tal que um fluido circula entre as placas pares e outro pelas ímpares. Por serem conjugadas, aumenta a superfície de troca, assim como a turbulência nos fluidos
*A área de troca pode ser aumentada ou diminuída pela adição ou remoção de placas.
*Facilidade de acesso à superfície de troca; fácil, substituição de placas; facilidade de limpeza; possibilidade de alteração da área de troca; grande área ocupando pouco espaço; incrustação reduzida; dupla vedação (mesmo que a vedação falhe, não tem mistura dos fluidos
*Não indicado p mais de 30 bar, para T maior que 180° (degradação da gaixeta) e para vácuo.
-Gaixeta: material de vedação