Trocadores de Calor

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TEMA: PROCESSO DE REFINO DE PETRÓLEO-TROCADORES DE CALOR.
AUTORES: Anatalísio David Elondo Manuel----------------------------20130690
	 Gracinda Jéssica Verdades Pimenta-------------------------20130296
RESUMO
Neste trabalho será apresentado o processo do refino do petróleo, mais especificamente um dos seus equipamentos “ trocadores de calor”, em que se verifica um dos processos termodinâmicos. Os tipos de trocadores de calor utilizados no refino de petróleo são: duplo tubo, casco e tubo, tampa flutuante e tubos em U, no qual o casco e tubo é comumente mais utilizado no refino de petróleo, pois possui amplas faixas de vazão, temperatura e pressão. Além do mais, pode operar com líquidos, gases ou vapores, de acordo com as necessidades operacionais a serem determinadas. 
INTRODUÇÃO
	Trocadores de calor são dispositivos que permitem a troca de calor entre dois fluidos que estão a diferentes temperaturas. Na indústria petrolífera, são utilizados para a quebra de emulsões entre o petróleo e água, resfriamento de gases advindos de um processo de compressão, condensação e aquecimento de mistura em uma torre de destilação.
	Os trocadores podem ser classificados pelo tipo de serviço que realizam dentro de um processo, cuja referência é o fluido principal e o mesmo não possui regras pré-estabelecidas, uma vez que o permutador está projectado para receber determinados líquidos no tubo e no casco. 
	A eficiência de um trocador de calor, está relacionado com a higiene dos tubos, pois durante o processo operacional há deposição de diversos tipos de detritos e incrustação que por sua vez prejudicam as trocas de calor bem como queda na pressão do fluido. 
METODOLOGIA
A confeição do presente trabalho baseia-se numa pesquisa científica no que toca no conhecimento em relação aos trocadores de calor, especificamente o de casco e tubo, que é um dos mais usuais na refinação do petróleo. De princípio a escolha do tema era uma das principais barreiras para realização do trabalho, mas depois de encontrar-mos, seguiu-se com a pesquisa, partindo da busca de informações, que foi baseada nas páginas web e nos livros encontrados na nossa biblioteca. 
Partindo do princípio que na indústria do refino do petróleo utiliza-se o trocador de calor casco e tubo, é de salientar que o mesmo é normalmente inserido no processo com a finalidade de aquecer o fluido (petróleo), e há necessidade de abordar como o mesmo tem influência nos parâmetros termodinâmicos. Sendo assim termodinamicamente, um trocador de calor geralmente opera de forma a ser um volume de controlo em regime permanente (sem variação do fluxo de massa) e a transferência de calor ocorre através de um único tubo ou de um conjunto de tubos. 
É de realçar ainda que, os escoamentos dos fluidos nos trocadores de calor podem ser monofásicos ou multifásicos, e não existem meios para a realização de trabalho nos mesmos (trabalho de eixo, trabalho elétrico, etc.) e as variações de energia potencial e cinética são desprezíveis, onde a transferência de calor, bem como a determinação da área total do trocador, pode ser determinada na maioria dos trocadores de calor com a seguinte equação:
E esta equação é requerida para promover a troca térmica entre os fluidos num determinado tempo.
RESULTADOS E DISCUSSÕES
De acordo com a primeira Lei da Termodinâmica, é sempre mais fácil escrever a mesma para um balanço de massa que engloba todo o trocador de calor, incluindo os dois escoamentos, caso em que é normal admitirmos que a transferência de calor para as vizinhanças seja nula ou desprezível. Contudo, na primeira Lei da Termodinâmica para o balanço de massa tem-se a seguinte equação:
	Considerando que o nosso trocador de calor esteja num sistema estacionário e fechado, o valor da Macumulada é igual a zero, e como não há perdas, logo:
Contudo, escrevendo em relação a entalpia tem-se:
 =====> 
Portanto, seguindo a primeira Lei da Termodinâmica é notório que no trocador de calor há uma conservação da energia, pois ela não é destruída.
Mas no entanto, também foi possível observar que no trocador de calor, a segunda Lei da termodinâmica faz-se presente do seguinte modo:
A transferência de calor entre os dois corpos (trocador de calor +fluido-petróleo) sempre ocorre do corpo mais quente para o mais frio, e nunca no sentido oposto; ou seja, sairá sempre do trocador de calor (corpo quente) para o fluido (corpo frio). E é possível descrever esse fenómeno da seguinte forma:
Energia perdida n
o 
corpo quente= Energia recebida n
o corpo frio
CONCLUSÕES
	A importância de saber dos fatores operacionais relativos ao trocador de calor é fundamental para destinar o emprego correto na execução de um processo em uma refinaria de petróleo. Sendo ele um equipamento que tem como função aquecer o petróleo em si, para depois caminhar num outro processo, e é indispensável para um melhor refino do mesmo.
	Portanto, é possível concluir que a termodinâmica é um ramo da física com uma ampla ação que está presente tanto no trocador de calor como no processo completo do refino do petróleo; e não só, ela é fundamental para todo o tipo de indústria, como também no dia-a-dia da humanidade.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
www.ebah.com.br/content/ABAAAetHoAB/trocadores-calor-na-industria-petroleo-gas;
Smith, J.M. (Joe Mauk), 1916- Introdução à termodinâmica da engenharia química/ J. M. Smith, H. C. Van Ness, M. M. Abbott; tradução Eduardo Mach Queiroz, Fernando Luiz Pellegrini Pessoa. – [Reimpr.] – Rio de janeiro: LTC, 2013.
		 Processo de refino de petróleo-Trocadores de calor