Transferencia de calor - trocador de calor

Condições de Processo num Trocador de Calor

Tah Wun Song
(EPUSP-E.E. Mauá)

1. Introdução

Um trocador de calor é um equipamento onde ocorre uma troca térmica entre dois fluidos, normalmente separados por uma parede. Há diversos tipos construtivos, dentre os quais, um dos mais usados industrialmente é o de feixe tubular, constituído por um conjunto de tubos envolto por um casco. Um dos fluidos circula no interior dos tubos e o outro fluido escoa no lado externo. No presente artigo, serão apresentadas algumas considerações a respeito das condições de processo nesse trocador de calor.

As variáveis envolvidas são muitas e quase sempre interdependentes. O engenheiro que vai projetar um trocador de calor novo ou avaliar o desempenho de um trocador já em operação precisa conhecer bem essas variáveis. Muito desse conhecimento depende do bom senso e da experiência profissional. As considerações a seguir visam identificar os problemas mais freqüentes e formular algumas soluções razoáveis. O importante é não se esquecer de que os problemas são interrelacionados e a solução de um pode ser conflitante com a do outro. Portanto, o engenheiro deve sempre guardar uma visão "globalizante" na análise de casos e propor soluções que contemplem todos os aspectos envolvidos. As principais varáveis de processo num equipamento de troca térmica são as seguintes.

2. Natureza e Características dos Fluidos

A natureza dos fluidos que circulam num trocador de calor constitui um fator fundamental no seu estudo.

É óbvio que há diferença notória num processo se o fluido em questão é ácido sulfúrico (produto extremamente corrosivo), ou leite (produto alimentício), ou sulfeto de carbono (produto muito tóxico) ou vapor d'água (fluido com coeficiente de troca térmica muito elevado).

As propriedades físicas de maior interesse na troca térmica são a condutibilidade térmica, a densidade, a viscosidade e o calor específico. Elas influem, juntamente com algumas variáveis