projeto trocador de calor (2010.2)

UNIVERSIDADE SALVADOR UNIFACS

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA E ARQUITETURA

PROJETO INTERDISCIPLINAR

TROCADOR DE CALOR

GABRIEL GUIMARES ROSRIO VELOSO

IEN HUEI OTAVIANO DE ALMEIDA PANTA DE SOUZA

JEAN MARCEL PRAZERES SILVA

LEONARDO SILVEIRA LOPES

THIAGO FERNANDES BARBOSATIAGO GONZALEZ CERVINO

SALVADOR / 2010 UNIVERSIDADE SALVADOR UNIFACSDEPARTAMENTO DE ENGENHARIA E ARQUITETURA

CURSO DE ENGENHARIA QUMICA

PROJETO INTERDISCIPLINAR

TROCADOR DE CALOR

O projeto apresentado s disciplinas do 3 semestre do curso de Engenharia Qumica sob orientao dos professores Diniz Silva, Jurema de Castro. Realizado pelos alunos Gabriel Guimares, Ien Huei, Jean Marcel, Leonardo Lopes, Thiago Fernandes e Tiago Gonzalez.

SALVADOR / 2010SUMRIO1 OBJETIVO 2 JUSTIFICATIVA 3 FUNDAMENTAO TERICA4 MATERIAIS E ACESSRIOS UTILIZADOS 5 APLICAES INDUSTRIAIS 6 PROCEDIMENTO

7 RESULTADOS E DISCUSSES8 DISCIPLINAS

8.1 Fsico Qumica

8.2 Qumica Inorgnica

8.3 Fsica Eletricidade

8.4 Sries e Equaes Diferenciais

9 ANEXO10 BIBLIOGRAFIA

1 OBJETIVO Criar um modelo reduzido de um trocador de calor na qual se obtenha uma variao de temperatura mnima de 5 Celsius, analisando o seu desempenho e suas aplicaes industriais. Incentivando a pesquisa de termos ligados a engenharia qumica, melhorando-os cada vez mais e por fim favorecendo a interdisciplinaridade.

2 JUSTIFICATIVA

O projeto a construo de um modelo simplificado de trocador de calor do tipo casco-tubo, sendo de grande importncia para o surgimento de novas tcnicas e melhorias no funcionamento dos mesmos. O trocador de calor tem grande utilidade nas indstrias qumicas, o projeto visa sempre melhoria, como a de gerar maior eficincia na troca de calor entre os fluidos, diminuir os custos de produo e operao, e de fazer com que o desgaste das peas causada pela corroso, ataque mecnico ou qumico sejam diminudo.3 FUNDAMENTAO TERICA

O trocador de calor um dos equipamentos utilizados pelas indstrias, onde ocorre uma troca trmica entre dois fluidos, separados por uma parede, sem a presena de chama e sem transferncia de massa entre as duas correntes fluidas. Ele utilizado em todo processo onde haja necessidade de transferncia de energia trmica de um sistema para a vizinhana.

Existem vrios tipos de trocadores, mas um dos mais usados industrialmente o de feixe tubular, que consiste em um conjunto de tubos envolto por um casco, onde um dos fluidos circula no interior dos tubos e o outro por fora, no casco. Os trocadores podem ser classificados pela sua funo, como: aquecedor, quando fornece calor a um gs ou lquido por meio de vapor dgua ou outro fluido quente, refervedor, quando se destina a fornecer energia a um lquido at que esse entre em ebulio, resfriador, onde h um resfriamento de um gs ou lquido, condensador, que se destina a resfriar gases at sua temperatura de condensao e ventiladores (air coolers), quando condensa vapores ou gases passando no interior de uma grande serpentina atravs da sopragem com ar de grandes ventiladores.

O trocador do tipo casco-tubo tem como principais componentes o cabeote, que o condutor cilndrico por onde entra e sai o fluido que circula nos tubos, o casco a parte externa do trocador de calor e, normalmente, feita de material que evite ao mximo a troca trmica com o ambiente, os tubos so encontrados dentro do casco, e o mais comumente usado o liso, podendo ser tambm o aletado, que aumentam a troca de calor devido maior superfcie de contato, chicanas que so placas colocadas transversalmente aos tubos, e tem como funes evitar a flexo dos tubos, aumentarem a turbulncia do fluido do casco por diminuio de rea de escoamento e evitar a formao de caminhos preferenciais e o defletor que uma chapa que orienta a circulao por determinados tubos com excluso de outros.

O trocador de calor tem uma ampla utilizao em escala industrial e em virtude disso se busca aperfeioar o desempenho e o projeto desses, levando em considerao tambm, o problema da conservao de energia. Os problemas podem ser divididos em dois grandes grupos:

1 - Problema de Projeto: o da escolha do tipo correto e o da determinao das suas dimenses.

2 - Problema de Desempenho: No qual se quer determinar a taxa de transferncia de calor e as temperaturas de entradas e sadas dos fluidos para medir a eficincia do processo.4 MATERIAIS E ACESSRIOS UTILIZADOS

- Tubos de Alumnio

- Chicanas (Acrlico)

- Casco (PVC)

- Tirantes (Alumnio)

- 2 Tampas (PVC)

- Mangueiras

- Bomba

- Durepox

- Fita de vedao

- Silicone de vedao

- 2 Conectores

- 3 Caixas (Isopor)

- 1 Ebulidor

- 3 Termmetros

- 1 Suporte- gua (Fluido quente e frio)5 APLICAES INDUSTRIAIS Os trocadores de calor so dispositivos que desempenham papel de grande importncia nas diversas reas do conhecimento e pesquisa cientfica e aplicaes tecnolgicas.

Nas indstrias os trocadores de calor so utilizados como aquecedores de fluidos ou para a refrigerao dos mesmos, sendo utilizados em diversos processos qumicos. So utilizados tambm, no condicionamento de ar, na produo de energia e na recuperao de calor. So encontrados nos estabelecimentos na forma de condicionadores de ar, aquecedores de gua domstico e frigorficos. So presentes tambm, nos automveis como radiadores e na produo de bebidas destiladas, nos alambiques e chopeiras, por exemplo.

Devido a muitas aplicaes importantes, a pesquisa e o desenvolvimento dos trocadores de calor tm uma longa histria, porm a busca para aperfeioar o projeto e o desempenho de trocadores, a fim de produzirem trocadores mais eficientes e baratos grande e se baseia na crescente preocupao pela conservao de energia.

Os trocadores de calor do tipo casco e tubo so responsveis na indstria, especificadamente, pela troca trmica entre os seguintes fluidos: leo/gua, gua/gua, gua/Vapor, Vapor/Lquido, entre outros.

Um exemplo do uso de trocador de calor na indstria inorgnica na fabricao do cido clordrico, onde se encontra trs tipos diferentes de trocador referente sua funo como o resfriador, refervedor e condensador. Abaixo o fluxograma da produo do cido clordrico: 6 PROCEDIMENTO Para a realizao do processo, primeiramente, foram conectadas cinco mangueiras da seguinte forma: a primeira mangueira foi conectada bomba (bomba na qual ser utilizada para bombear a gua quente para dentro do trocador), a segunda foi ligada da bomba ao tubo de alumnio, a terceira do tubo de alumino para o isopor onde ira se armazenar a gua, a quarta mangueira do casco para outro isopor e a ultima mangueira da torneira para a entrada do casco.

Preenchemos um isopor de 8 litros com gua e ligamos o ebulidor para aquecer a gua. Quando a temperatura desejada foi atingida, a torneira foi ligada jogando gua a temperatura ambiente para dentro do casco at seu completo preenchimento. Logo em seguida ao casco estar completamente cheio, a bomba foi acionada bombeando a gua quente de dentro do isopor para dentro do tubo de alumnio.

A gua que sai de dentro do tubo de alumnio armazenada em um isopor e medida a temperatura e a gua que sai do casco armazenada em outro isopor e tambm medida a sua temperatura. Dessa forma obtemos a temperatura inicial e final da gua que passava pelos tubos e pelo casco.Por final, medimos a vazo - que a quantidade de gua que escoa de um orifcio de determinado recipiente por um determinado tempo - da seguinte forma: estabelecemos um tempo fixo de 15 segundos, e controlamos o fluxo de gua que saia do casco com uma torneira. Calculamos cinco vazes diferentes, ou seja, cinco aberturas da torneira diferente para o mesmo tempo de 15 segundo. Essas vazes so correspondentes ao casco. A vazo que saia dos tubos constante, pois o volume de gua que saia era sempre a mesma.O trocador de calor foi projetado de uma forma sustentvel, buscando reaproveitar o mximo de materiais utilizados na sua construo. Os tubos de alumnio foram reaproveitados de uma antena parablica, as chicanas (acrlico) foram reaproveitadas de uma bandeja e as mangueiras de silicone que ligam os tubos foram reaproveitadas de hospital para prender a circulao.

Abaixo se encontra o esquema de montagem do experimento:7 RESULTADOS E DISCUSSES Vazo tubo = 1,53x10-5 m3/s.

A vazo dos tubos constante, pois o volume de gua que sai sempre o mesmo.Experimento 1

Temperatura de entrada do tubo80CTempo15 sT

Temperatura de sada do tubo38CVolume230 mLCasco13C

Temperatura de entrada do casco27CTempo15 sTubo-42C

Temperatura de sada do casco40CVolume710 mL

Vazo1casco= 4,73x10-5 m3/sBalano de Energia

Este clculo foi feito considerando que o sistema adiabtico, ou seja, no existe troca de calor com o meio.

QCedido = -QRecebidoLogo, m.c.T = -m.c.T, onde m a massa do fluido que sai do recipiente, c o calor especifico dos fluidos e T a variao de temperatura do fluido.

Como o fluido utilizado foi apenas a gua o calor especifico o mesmo, logo:

m.T = -m.T

Como j obtemos todos os valores estabelecemos uma incgnita que ser o TF referente ao fluido quente. Logo0,23.(TF TI) = -0,71.(TF TI)

0,23.(TF 353,15) = -0,71.(313,15 300,15)

0,23TF 81,2245= -9,23

0,23TF = 71,9945

TF= 313,0195652 K = 39,87C

Atravs deste clculo podemos concluir que o trocador no funciona adiabaticamente, j que houve perda de calor para o meio externo. A temperatura final do fluido quente obtida na prtica foi de 38C e a obtida teoricamente foi de 39,87C, comprovando que houve a perda de calor.Experimento 2





Vazo2casco= 4,4x10-5 m3/s

Experimento 3






Experimento 4






Experimento 5






Atravs da realizao dos cinco experimentos cada um com vazes diferentes, conclumos que quanto menor for a vazo menor ser o calor trocado entre os fluidos. Isso acontece, pois como a vazo menor o fluido frio fica mais tempo dentro do casco trocando calor, logo os fluidos vo tender a se equilibrar, portanto a diferena de temperatura menor. Atravs do grfico abaixo pode-se visualizar essa relao.

O projeto sustentado no baixo custo dos materiais atravs da reciclagem. O trocador foi economicamente vivel e ambientalmente correto, pois os tubos de alumnio, as ligaes internas entre os tubos e as chicanas foram reciclados de outros materiais que seriam descartados, antena parablica, borracha para prender a circulao utilizados em extrao de sangue e bandejas de acrlico respectivamente.8 DISCIPLINAS8.1 Fsico QumicaA termodinmica a cincia que estuda as transformaes de energia nas quais as variaes de temperatura so importantes. A maioria das transformaes qumicas resulta em alteraes nas condies fsicas como: temperaturas, presses e volumes da matria. A energia total transferida num sistema conservada segundo os princpios da primeira lei da termodinmica. O principio da conservao de energia estendido para incluir ampla variedade de formas nas quais os sistemas interagem com suas vizinhanas na forma de calor e trabalho.

Existem trs tipos de estudo entre sistemas:

Sistema aberto: permite a troca de matria e energia com as suas vizinhanas;Sistema fechado: permite a troca de energia, mas no troca matria com a vizinhana;

Sistema isolado: no permite a transferncia de energia nem de matria entre o sistema e suas vizinhanas.

O trabalho, em fsica, a medida da energia transferida pela aplicao de uma fora ao longo de um deslocamento, quando existe uma fora de resistncia contra o movimento.

W = -P.dV onde:

P=Fora/rea.

O calor a quantidade que escoa atravs da fronteira de um sistema durante uma mudana de estado, em virtude de uma diferena de temperatura entre sistemas e suas vizinhanas, e escoa de um ponto a temperatura mais alta para um ponto a temperatura mais baixa. Existem dois tipos de processos de transferncia de calor:

-Processo Exotrmico: h liberao de energia.

-Processo Endotrmico: h absoro de energia.

Diante de uma interpretao molecular o calor considerado a transferncia de energia que faz uso do movimento catico das molculas. J o trabalho uma transferncia de energia que faz uso do movimento organizado. O fluxo de calor ocorre em trs situaes, por conduo, conveco e radiao. A conduo acontece devido aos choques entre molculas com energias cinticas diferentes, havendo assim a troca trmica, ou troca de energia. A conveco o fluxo de calor devido a um movimento macroscpico, carregando partes da substncia de uma regio quente para uma regio fria. J a radiao transfere calor sem que haja contato direto entre as matrias.A 1 lei da termodinmica diz que: a energia interna de um sistema isolado constante. Essa energia interna uma funo de estado e calculada como sendo a soma do trabalho (w) mais calor (q): U = q + w. No experimento realizado (trocador de calor) para efeitos de calculo considerado um sistema adiabtico, ou seja, o casco de PVC no troca calor com o meio ambiente, e a variao de volume do lquido desprezvel, o que implica no trabalho igual a zero (V 0 ( w = 0). Ento a equao para esse experimento fica: U = q.

A entalpia definida como: H = U + PV, onde P a presso do sistema e V o volume. Ela tambm uma funo de estado como a variao de energia interna, ou seja, essa variao s depende dos estados inicial e final, independente do caminho percorrido. No trocador de calor, como a variao de volume do lquido que passa dentro dos tubos desprezvel, se obtm a seguinte equao: H = U.8.2 Qumica Inorgnica

Alumnio (Al)O alumnio o elemento metlico mais abundante na crosta terrestre (8,13 %) e, logo a seguir ao oxignio e silcio, o terceiro elemento mais abundante. Devido elevada afinidade com o oxignio, no costume encontr-lo como substncia elementar, mas, sim, em formas combinadas tais como xidos ou silicatos.

Hoje, os Estados Unidos e o Canad so os maiores produtores mundiais de alumnio. Entretanto, nenhum deles possui jazidas de bauxita em seu territrio, dependendo exclusivamente da importao. O Brasil tem a terceira maior reserva do minrio no mundo, localizada na regio amaznica, perdendo apenas para Austrlia e Guin. Alm da Amaznia, o alumnio pode ser encontrado no sudeste do Brasil, na regio de Poos de Caldas (MG) e Cataguases (MG). A bauxita o minrio mais importante para a produo de alumnio, contendo de 35% a 55% de xido de alumnio.

Aplicaes:

O xido que rapidamente se forma superfcie do metal puro torna o metal ideal para muitas aplicaes de decorao. Devido sua elevada condutividade eltrica, ductilidade e baixa massa atmica, freqentemente utilizado para linhas de transmisso eltrica. O metal tem tambm sido utilizado no revestimento de espelhos de telescpio, bem como no fabrico da chamada folha de alumnio, utilizada na embalagem de alimentos. Puro, o metal tem uma resistncia mecnica limitada, sendo, portanto geralmente usado em ligas com cobre, magnsio, silcio, magnsio e zinco, que apresentam uma vasta gama de propriedades mecnicas. Estas ligas so usadas na construo civil, estrutura de avies e de automveis, sinais de trnsito, dissipadores de calor, depsitos de armazenamento, pontes e utenslios de cozinha.

Ao Biolgica:

O alumnio um elemento inerte para o corpo humano. Contudo, a inalao prolongada de ps de alumnio pode causar irritaes pulmonares e fibroses. Ao contrrio do cobre, e de outros metais, o alumnio no acelera a perda de vitaminas nos alimentos, durante a cozedura. O seu uso em utenslios de cozinha est banalizado e no prejudicial para a sade.

Certos compostos de alumnio so utilizados na terapia de lceras e hiperacidez gstrica, revelando uma toxicidade oral quase inexistente.

Obteno:

Ela ocorre em 3 etapas, um processo muito caro e possui um alto custo energtico. Na 1 etapa a bauxita tratada com NaOH produzindo aluminato de sdio, silicatos solveis e impurezas, essa ultima retirada por filtrao. O aluminato de sdio e os silicatos reagem com alumina (Al2O3) para dar origem ao hidrxido de alumnio que insolvel. Esse hidrxido se precipita e filtrado. Aps isso, ele colocado num forno h altas temperaturas (calcinao) produzindo a alumina. Coloca-se ento o Al2O3 com criolita (Na3AlF6) em processo de eletrolise produzindo, enfim, o alumnio se deposita no ctodo do processo e retirado.

PVC (Policloreto de Vinilo)

O seu nome: Policloreto de Vinilo (PVC). um material plstico slido que se apresenta na sua forma original, como um p de cor branca. Fabrica-se por polimerizao do monmero de Cloreto de Vinilo (VCM) que, por sua vez, obtido do sal e do petrleo. Foi patenteado como fibra sinttica h mais de 80 anos, para ser comercializado.

O consumo mundial atualmente cerca de 30 milhes de toneladas anuais, das quais 25% so utilizadas na Europa Ocidental, o que o torna um dos plsticos com maior procura. Seu peso molecular provido assim: 43% do peso da molcula do PVC provm do petrleo e 57% do sal, fonte inesgotvel. Pode afirmar-se, portanto, que o PVC o plstico com menor dependncia do petrleo, de que h disponibilidade limitada. Por outro lado, de destacar que s 4% do consumo total do petrleo se utiliza para fabricar materiais plsticos, e desses, s uma oitava parte corresponde ao PVC.Propriedades: leve, quimicamente inerte e completamente incuo. Resiste ao fogo e s intempries, impermevel e isolante (trmico, eltrico e acstico), de elevada transparncia, protege os alimentos, econmico (relao qualidade/preo), fcil de transformar (por extruso, injeo, moldao-sopro, calandragem, termo-moldao, prensagem, recobrimento e moldagem de pastas), e reciclvel.

Toxicologia:

O PVC no , nem pode ser cancergeno, devido sua inrcia qumica. Esta afirmao est confirmada por diversos estudos, especialmente, para citar o mais recente, as ltimas experincias em grande escala realizadas pelo Dr. Maltoni, cujos resultados foram apresentados no Simpsio de Trieste em Julho de 1993. Precisamente pela sua inocuidade habitualmente utilizado em sectores que requerem um elevado grau de pureza e qualidade, tais como o alimentar, o sanitrio e o hospitalar, em que as suas prestaes tm um amplo acolhimento. gua (H2O)

Propriedades

Polaridade:

A gua tem uma estrutura molecular simples. Ela composta de um tomo de oxignio e dois tomos de hidrognio. Cada tomo de hidrognio liga-se covalentemente ao tomo de oxignio, compartilhando com ele um par de eltrons. O oxignio tambm tem um par de eltrons no compartilhados. Assim, h 4 pares de eltrons em torno do tomo de oxignio, dois deles envolvidos nas ligaes covalentes com o hidrognio e dois pares no-compartilhados no outro lado do tomo de oxignio.

A gua uma molcula "polar", o que quer dizer que ela tem uma distribuio desigual da densidade de eltrons. A gua tem uma carga negativa parcial (- ) junto ao tomo de oxignio por causa dos pares de eltrons no compartilhados, e tem cargas positivas parciais (+ ) junto aos tomos de hidrognio. A atrao eletrosttica entre as cargas positivas parciais dos tomos de hidrognio e a carga negativa parcial do tomo de oxignio resulta na formao de uma ligao denominada "ponte" de hidrognio. Tais ligaes permitem a unio entre as molculas de gua. Sem as pontes de hidrognio, a temperatura de ebulio da gua poderia chegar a -80C, existindo na superfcie terrestre somente na forma gasosa.

Compostos similares ocorrem na natureza sob a forma de gases, com temperaturas de fuso e ebulio bem abaixo de 0C. A gua nica porque ocorre nos trs estados da matria slido, lquido e gasoso sob condies atmosfricas bastante restritas. Vrias propriedades peculiares da gua so devidas s ligaes de hidrognio. A flutuao do gelo pode ser citada como exemplo, uma vez que tais ligaes mantm as molculas de gua mais afastadas no slido do que no lquido, onde h uma ligao hidrognio a menos por molcula. Tambm devido s ligaes de hidrognio o elevado calor de vaporizao, a forte tenso superficial, o alto calor especfico e as propriedades solventes quase universais. Em funo da natureza qumica de sua molcula, as propriedades fsicas e qumicas da gua diferem muito das de qualquer outra substncia, o que a caracteriza como constituinte fundamental da matria viva e do meio que a condiciona.

Capacidade trmica (calor especfico):

A capacidade trmica definida pela quantidade de calor necessria para elevar a temperatura de 1 g (grama) de uma determinada substncia, e a unidade de medida utilizada a caloria. A capacidade trmica da gua bem elevada (1 cal/C), quando comparada com a maioria das substncias conhecidas (< 1 cal/C). Em outras palavras, a gua capaz de adquirir ou perder muito mais calor que outras substncias comuns, quando submetida mesma temperatura. Esta propriedade da gua sempre relacionada com a presena das pontes de hidrognio. A energia trmica, considerada como medida de movimentao molecular utilizada para quebrar as ligaes intermoleculares, permitindo que as molculas se movam mais rapidamente, fato que resulta mudana de estado fsico das substncias.

A gua possui caractersticas extremamente peculiares, quando comparada ao ambiente atmosfrico, como maior densidade, elevadssimo calor especfico, maior resistncia a passagem da luz, pequena capacidade de dissolver o gs oxignio e grande capacidade de dissolver substncias em geral, alm de conter nutrientes orgnicos e inorgnicos, tanto em suspenso como em soluo. a gua a nica substncia no-metal, inorgnica, que se apresenta em estado lquido, nas temperaturas e presses normais na superfcie da Terra, acompanhada pelo metal mercrio, este infinitamente em proporo bem menor e bem mais raro.

O estado lquido da gua, encontrado em posies de 0 a 100C explicado, em geral, pelas suas peculiaridades, entre elas da sua prpria estrutura molecular e, em especial, pela existncia das "pontes de hidrognio" que lhe do uma elevada coeso, evitando a sua volatilizao s temperaturas normais de nosso planeta A gua apresenta ainda um comportamento anmalo, de aumentar sua densidade, progressiva, de maneira inversa temperatura, com curva mxima dessa variao at aos 4C, voltando a reduzir-se s temperaturas mais baixas. Por essa razo o gelo flutua sobre a gua no estado lquido, permitindo encontr-lo sempre na superfcie e no no fundo dos oceanos, mares e lagos, onde no poderia voltar a fundir-se, dado a pequenssima penetrao das radiaes calorferas atravs do meio aqutico.

gua: solvente de substncias inicas:

Por ser polar, a gua aproxima-se dos ons que formam um composto inico (slido) pelo plo de sinal contrrio carga do on, conseguindo assim anular sua carga e desprend-lo do resto do slido. Uma vez separado do slido, o on rodeado pela gua, evitando que ele regresse ao slido. Um exemplo claro a ao da gua sobre o NaCl (Cloreto de Sdio).

Propriedades fsicas e qumicas:

A gua, em seu estado natural mais comum, um lquido transparente, assumindo a cor azul esverdeada em lugares profundos. Possui uma densidade mxima de 1 g/cm3 a 4C e seu calor especfico de 1 cal/C. No estado slido, sua densidade diminui at 0,92 g/cm3, mas so conhecidos gelos formados sob presso que so mais pesados que a gua lquida. Suas temperaturas de fuso e ebulio presso de uma atmosfera so de 0 e 100C, respectivamente, muito superiores s temperaturas de fuso e ebulio de outros compostos parecidos com a gua. Ela um composto estvel que no se decompe em seus elementos at 1.300C. Reage com os metais alcalinos (Li, Na, K, Rb e Cs) formando uma base e desprendendo hidrognio: Na + H2O NaOH + H2. Reage com alguns xidos metlicos para formar hidrxidos, como por exemplo: CaO + H2O Ca(OH)2, e com os no-metlicos para formar cidos, SO2 + H2O H2SO3.

8.3 Fsica EletricidadeA anodizao do alumnio um processo eletroltico que consiste na formao forada de uma camada de xido em sua superfcie. A pea de alumnio fica ligada ao plo positivo (nodo) de uma fonte de corrente continua e o ctodo ligado ao plo negativo e pode ser de qualquer material condutor que no reaja com a soluo de anodizao, que deve ser cida. Assim, quando se liga o circuito os eltrons so retirados do alumnio, permitindo que os ons (Al3+) que vo se formando, reajam com gua aumentando a camada de xido na superfcie do metal. Esses eltrons voltam a soluo no ctodo, onde eles reagem com os ons de hidrognio para formar hidrognio elementar (H2). importante observar que a soluo utilizada na anodizao cida, e a mais usada de cido sulfrico. A intensidade de corrente mais utilizada para esse tipo de processo (formao de camada de xido poroso) entre 0,3 a 3 amperes por decmetro quadrado.

Essa uma reao de oxi reduo que constitudo das seguintes semi reaes:

Reao de oxidao: 2Al + 3H2O ( Al2O3 + 6H+ + 6e-

Reao de reduo: 4e- + 4H+ ( 2H28.4 SEQ CHAPTER \h \r 1Sries e Equaes Diferenciais

A Lei de Resfriamento de Newton diz que a temperatura de um objeto varia numa taxa proporcional diferena entre a temperatura do objeto e a do meio ambiente, de acordo com a equao a seguir:

Assim, substituindo - se Ta (temperatura ambiente) por 25C e realizando o processo para a resoluo de uma equao de variveis separveis, obtemos como resultado a seguinte equao:

T(t) = 25 + C1ekt

Porm, so conhecidas duas temperaturas medidas durante a realizao do experimento, que so: t = 0s > T = 80C e t = 60s > T = 38C, pode - se descobrir as variveis C1 e k :

Para T(0)=80

Para T(60)=38

80 = 25 + C1ek0

38 = 25 + 55ek60

80= 25 + C1e0 60k = ln(13/55)

C1= 80 25= 55 k = -0,02404

Ento com os valores das constantes obtidos, a equao ficar:

T = 25 + 55e-0,02404t

importante realar que com essa equao obtida no possvel prever a temperatura de equilbrio na troca, mas pode - se relacionar a temperatura com o tempo de durao da troca.

9 ANEXO

Figura 1 Desenho interno do trocador e suas dimenses.

Figura 2- Interior do trocador de calor

Figura 3 Sistema do trocador montado10 BIBLIOGRAFIAATKINS, P.W Fisico-Qumica, Volume 1 Stima edio. Cap 2; p33/47.

SHREVE, R. Norris. Indstrias de Processos Qumicos. 4 edio. Rio de Janeiro: Editora Guanabara, 1997. Pg.283

http://www.demec.ufmg.br/disciplinas/ema003/trocador/index.htm. Acesso em: 03 nov. 2010;

http://200.134.81.163/professores/adm/download/apostilas/121826.pdf. Acesso em: 03 nov. 2010;

http://educa.fc.up.pt/experiencias.php?id=82. Acesso em: 03 nov. 2010;

http://www.if.ufrj.br/teaching/fis2/calor/calor.html. Acesso em: 03 nov. 2010;

Universidade Federal de Minas UFMG. Departamento de Engenharia Mecnica. Disponvel em: < http://www.demec.ufmg.br/disciplinas/ema003/trocador/index.htm>. Acesso em: 03 nov. 2010;

Trocador de Calor. Disponvel em: . Acesso em: 03 nov. 2010.

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