Roteiro de cálculo térmico para trocadores de calor

ROTEIRO DE CÁLCULO
Este roteiro de cálculo se aplica ao projeto de trocadores de calor casco e tubos, sem mudança de fase

Determinar qual fluido passa pelo tubo e qual passa pelo casco
Diferença de temperaturas

1.

2.

a.

b.
c.
d.
e.

Explicitar as temperaturas de entrada e de saída dos fluidos quente e frio
Calcular MLDT
Calcular F
Verificar se há necessidade de cascos em série
Determinar ∆Tm

MLDT =

(T

q2

− T f 2 ) − (Tq1 − T f 1 )
 Tq 2 − T f 2 

ln
 T −T  f1 
 q1

∆Tm = F MLDT q = UA ∆Tm
P=

t 2 − t1
T1 − t1

&
T1 − T2 (mC p )lado do tubo
R=
=
&
t 2 − t1 (mC p )lado do casco

3.

Temperatura média dos fluidos
a.
b.

4.

Para os tubos
Para o casco

Tt =

Tt1 + Tt 2
2

Tc =

Propriedades médias dos fluidos
a.

Calcular a massa específica ρt, a viscosidade µt , o calor específico Cpt e a condutividade térmica kt do fluido dos tubos na temperatura

Tt

b.

Tc1 + Tc 2
2

Calcular a massa específica ρc, a viscosidade µc , o calor específico Cpc e a condutividade térmica kc do fluido do casco na temperatura

Tc

5.

6.

Descargas através dos tubos e do casco
(vazão em massa)
Fatores de incrustação
a.

b.

7.

Determinar o fator de incrustação dentro dos tubos Rdi
Determinar o fator de incrustação fora dos tubos Rde

Características do projeto mecânico
a.

b.

Determinar os bocais de entrada e saída do lado dos tubos e do casco
Determinar a temperatura e pressão de operação para os tubos e para o casco

Cálculo do número de tubos no trocador

8.

a.
b.
c.
d.

Admitir um valor estimado para U
Calcular a área de troca de calor
Calcular a área de troca por casco
Escolher o comprimento dos tubos L’, os diâmetros (di e de), a disposição e a distância entre centros

Q
A=
U × ∆Tm

(b)

A
Atc =
Nc

Atc n= π d e L' − 2e

(d )

(

)

(c )

Coeficientes de película dentro dos tubos

9.

a.
b.
c.