TROCADOR DE CALOR - CASCO E TUBO

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TROCADOR DE CALOR CASCO E TUBO
TROCADOR DE CALOR CASCO E TUBO
São os permutadores mais encontrados na industria de petróleo. Eles são constituídos basicamente de um feixe de tubos envolvido por um casco cilíndrico. Um dos fluidos circula através do feixe, contido pelo casco e orientado por defletores ou chicanas, e o outro pelo interior dos tubos. Os fluidos são designados como fluido do casco e fluido dos tubos, respectivamente.
TROCADOR DE CALOR CASCO E TUBO
Em função da construção do feixe de tubos eles podem apresentar características muito diversas. 
Pode-se, por esse aspecto, dividi-los em três grupos:
	 Permutadores com espelhos fixos;
	 Permutadores com espelho flutuante;
	 Permutadores com tubos em U:
TROCADOR DE CALOR CASCO E TUBO
TROCADOR DE CALOR CASCO E TUBO
TROCADOR DE CALOR CASCO E TUBO
TROCADOR DE CALOR CASCO E TUBO
O trocador de calor casco e tubo (shell and tube) é composto por um casco cilíndrico (1), contendo um conjunto de tubos (2), colocado paralelamente ao eixo longitudinal do casco. Os tubos são presos, em suas extremidades, a placas perfuradas denominadas espelhos (3), a cada furo corresponde um tubo do feixe. Os espelhos, por sua vez, são presos de alguma forma ao casco. 
TROCADOR DE CALOR CASCO E TUBO
Os tubos que compõem o feixe atravessam varias placas perfuradas, as chicanas (4), que servem para direcionar o fluido que escoa por fora dos tubos e também para suportar os tubos. Na realidade, o que se costuma chamar de feixe de tubos é o conjunto composto pelos tubos e chicanas. As chicanas são mantidas em posições fixas por meio dos espaçadores de chicanas (7). 
TROCADOR DE CALOR CASCO E TUBO
No trocador de calor casco e tubo, um dos fluidos escoará pelo interior dos tubos (fluido do lado tubo) e o outro por fora dos tubos (fluido do lado casco). O fluido do lado tubo entrará no trocador através de um bocal (8), indo para o carretel (5), onde terá acesso ao interior dos tubos passando pelos orifícios do espelho (3). Esse fluido percorrerá o trocador e sairá pelo bocal (8) do carretel (5) existente na outra extremidade do equipamento.
TROCADOR DE CALOR CASCO E TUBO
O fluido do lado casco ingressará no trocador através de um dos bocais (9) localizados no casco, será direcionado pelas chicanas (4) para cruzar o feixe de tubos (2) várias vezes ao longo de seu comprimento, saindo pelo outro bocal (9) localizado na outra extremidade.
Detalhes mais completos sobre a nomenclatura das partes que compõem o trocador casco e tubo podem ser encontrados na TEMA (Tubular Exchangers Manufacturer Association).
CODIFICAÇÃO TEMA
A TEMA (Tubular Exchangers Manufacturer Association, www.tema.org) recomenda o emprego de uma codificação padronizada para a identificação de um permutador casco e tubos, composta de números e letras, que caracterizam as suas dimensões principais (diâmetro e comprimento nominais) e o seu tipo.
CODIFICAÇÃO TEMA
O DIÂMETRO NOMINAL corresponde ao diâmetro interno do casco, em polegadas, arredondado para o inteiro mais próximo. O COMPRIMENTO NOMINAL é o comprimento dos tubos em polegadas. Para feixes em tubos em U é computado apenas o comprimento da parte reta dos tubos.
CODIFICAÇÃO TEMA
Para efeito de caracterização do tipo do permutador ele é dividido em três partes: extremidade frontal, casco e extremidade de ré. A cada uma dessas três partes e atribuída uma letra, em correspondência com as formas descritas na figura da TEMA. A forma de orientação do fluido do casco através do feixe de tubos é incluída na descrição do casco. 
DESIGNAÇÃO TEMA PARA TROCADORES DE CALOR CASCO E TUBO
CARACTERÍSTICAS GERAIS
A escolha do tipo de permutador a ser especificado é feita levando-se em consideração a sua capacidade de atender as condições estabelecidas para sua operação, manutenção e inspeção, empregando-se o modelo mais econômico possível do ponto de vista de custo de material e fabricação.
CARACTERÍSTICAS GERAIS
Discutiremos aqui as características de cada um dos componentes principais do permutador, ressaltando as suas vantagens e desvantagens em relação ao fatores mencionados.
Cabeçote estacionário ou extremidade frontal
Cabeçote estacionário ou extremidade frontal
O mais empregado é o tipo A. A tampa desmontável permite o acesso visual a face do espelho estacionário, o que possibilita a verificação do seu estado e do interior dos tubos , sem desmontar o carretel. É possível também pressurizar o casco, com o carretel aberto, a fim de detectar vazamentos nos tubos ou nas ligações espelho-tubos .
Cabeçote estacionário ou extremidade frontal
Cabeçote estacionário ou extremidade frontal
0 tipo B não apresenta a mesma facilidade e, para que se tenha o acesso visual ao espelho, é necessário desmontar todo o cabeçote, inclusive desconectando as tubulações. Para pressurizar-se o casco é necessário que o espelho seja fixado ao flange do casco, o que obriga a que ele tenha um diâmetro maior ou que se disponha de um anel com esse fim. 
Cabeçote estacionário ou extremidade frontal
Cabeçote estacionário ou extremidade frontal
0 tipo B é usado em situações em que não seja preciso desmontá-lo com freqüência, como no caso de fluidos limpos e pouco corrosivos, porque representa um investimento inicial menor que o tipo A. Por empregar uma junta a menos ele se presta melhor a serviços com pressões mais elevadas.
Cabeçote estacionário ou extremidade frontal
O tipo C por ser integral ao feixe, e, portanto, possuindo uma junta a menos que o tipo A, é mais indicado para trabalhar com pressões mais elevadas. Em compensação , a sua remoção é mais trabalhosa, visto que, para removê-lo, é necessário sacar junto com ele o feixe de tubos.
Cabeçote estacionário ou extremidade frontal
Cabeçote estacionário ou extremidade frontal
O tipo N não permite o saque do feixe, o que implica em que ele só é recomendável quando o fluido do casco não apresenta problemas de deposição de sujeira na superfície externa dos tubos, ou quando essa sujeira é facilmente removível por um processo qualquer, que não exija o saque.
Cabeçote estacionário ou extremidade frontal
Casco
Casco
0 tipo E é o mais empregado para processos que não envolvem mudança de fase. Não é usual o aparelho com mais de dois passes no casco, e mesmo o tipo F não é muito empregado. Quando há necessidade de mais de um passe, empregam-se varies cascos tipo E montados em serie.
Casco
Casco
Os cascos dos tipos G, H, J e X são, em geral , empregados em condensadores, vapor no casco, sendo o J normalmente montado em pares. Esses tipos são empregados também quando se deseja reduzir a perda de carga do fluido do casco.
0 tipo K é usado para refervedores e refrigeradores , com o fluido sendo vaporizado no casco.
Casco
Casco
Casco
O tipo K é usado para refervedores e refrigeradores , com o fluido sendo vaporizado no casco.