Trocadores de calor

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PRINCIPAIS TIPOS DE TROCADORES DE CALOR 
 
Dentre os principais tipos de trocadores de calor em termos de geometria 
destacam-se: 
• Duplo tubo 
• Casco e tubo 
• Placas 
• Outros: Trocadores compactos, resfriadores de ar, variações do casco e 
tubo... 
 
 
Trocador duplo tubo 
O trocador duplo tubo (Figura 1) é composto por dois tubos concêntricos, 
geralmente com trechos retos e com conexões apropriadas nas extremidades 
de cada tubo para dirigir os fluidos de uma seção reta para outra. Este 
conjunto em forma de U é denominado grampo, o que permite conectar 
vários tubos em série. Neste tipo de trocador, um fluido escoa pelo tubo 
interno e outro, pelo espaço anular, a troca de calor ocorre através da 
parede do tubo interno 
 
 
Figura 1 : Trocador Duplo tubo 
 
As principais vantagens são: facilidade de construção e de montagem, 
ampliação de área, facilidade de manutenção e de acesso para limpeza 
 
Trocador de calor casco e tubo 
O trocador de calor casco e tubo (Figura 2) é composto por um casco 
cilíndrico, contendo um conjunto de tubos, colocados paralelamente ao eixo 
longitudinal do casco. Os tubos são presos, em suas extremidades a placas 
perfuradas denominadas espelhos e a cada furo corresponde a um tubo do 
feixe. Os espelhos são presos de alguma forma ao casco. Os tubos que 
compõe o feixe atravessam varias placas ferfuradas, as chicanas, que 
servem para direcionar o fluido que escoa por fora dos tubos e também para 
suportar os tubos. No trocador um dos fluidos escoará pelo interior dos tubos 
e outro por fora dos tubos. 
A área de troca pode ser disposta de várias maneiras, por exemplo, pode-se 
ter um equipamento com tubos longos e com determinado diâmetro de casco 
ou com a mesma área construir outro trocador com tubos curtos. Relações 
de custo que é mais conveniente e mais econômico construir trocadores 
longos com diâmetros de casco e de tubos menores. 
 
 
Figura 2: Trocador de calor casco e tubo 
 
 
A distribuição dos tubos é padronizada e o número de tubos que é possível 
alocar em um determinado diâmetro, depende do diâmetro externo do tubo, 
da distância e arranjo dos tubos que compõe o feixe e do numero de 
passagens no lado do tubo. 
 
O espaçamento entre as chicanas é padronizado. A redução no seu 
espaçamento tende a elevar o coeficiente de troca de calor do lado do casco, 
entretanto, tende a aumentar também a perda de carga o que pode 
sobrecarregar o sistema de movimentação do fluido. Diferentes tipos de 
chicanas fazem com que o escoamento seja aproximadamente perpendicular 
aos tubos ou paralelo a eles. 
 
Trocador de calor de placas: O trocador de placas (Figura 3) consiste de 
um suporte, onde placas independentes de metal, sustentadas por barras, 
são presas por compressão, entre uma extremidade móvel e outra fixa. 
Entre placas adjacentes formam-se canais por onde os fluidos escoam. 
 
Figura 3: Trocador de calor de placas 
Os trocadores de placa foram introduzidos em 1930 na indústria de 
alimentos em razão da facilidade de limpeza. As placas são feitas por 
prensagem e apresentam na superfície corrugações, as quais fornecem mais 
resistência à placa e causam maior turbulência aos fluidos em escoamento. 
Sempre surgem comparações entre os trocadores casco e tubo. O trocador 
de placas será viável somente se: 
- A pressão de operação for menor que 30 bar 
- As temperaturas forem inferiores a 180oC (juntas normais)ou 260oC (juntas 
de amianto) 
- Houver vácuo não muito elevado 
- Houver volumes moderados de gases e vapores 
 
As vantagens destes equipamentos são: 
- Facilidade de acesso a superfície de troca, substituição de placas e 
facilidade de limpeza; 
- Flexibilidade de alteração da área de troca térmica; 
- Fornece grandes áreas de troca ocupando pouco espaço; 
- Pode operar com mais de dois fluidos; 
- Apresenta elevados coeficientes de transferência de calor; 
- Incrustação reduzida em função da turbulência, ocasionando menos 
paradas para limpeza 
- Baixo custo inicial; 
- Não é necessário isolamento; 
- Mesmo que a vedação falhe não ocorre a mistura das correntes; 
- Possibilidade de respostas rápidas em função do pequeno volume de fluido 
retido no trocador. 
 
Trocadores de calor compactos: São equipamentos que apresentam alta 
razão entre área de transferência de calor e volume do trocador. São 
exemplos deste tipo de trocador os trocadores de placa e espiral, trocadores 
com tubos aletados, resfriadores a ar e variações do trocador casco e tubo. 
Alguns destes equipamentos podem ser vistos em detalhes nos sites abaixo 
indicadas. 
 
Bibliografia 
Costa Araújo, E. C. Trocadores de Calor – Série Apontamentos. EdUFSCar; 
2002. 
 
Sites com informações sobre trocadores de calor 
http://www.kochheattransfer.com/cms.asp?pg=cms&cms=home 
 
http://www.jfdcoil.com/products.html 
 
http://www.apiheattransfer.com/en/index.htm