PLANEJAMENTO DE UM TROCADOR DE CALOR CASCO TUBOS Mtodos: Kern (lado do tubo); Delaware (lado da carcaa)

Fluido quente Temperatura de entrada Temperatura de sada Temperatura mdia Capacidade calorfica Viscosidade Condutividade Trmica Massa especfica Nmero de Prandlt Vazo mssica de fluido quente Estimativa ideal de um trocador de calor Potencia requerita do trocador Area de troca termica inicial estimada Coeficiente global inicial estimado Tipo do escoamento Media logaritimica das diferenas de temperaturas R S F Lado Casco Diametro da carcaa Vazo lado carcaa Coeficiente de conveco ideal lado carcaa Fator ji para feixe de tudos ideal Constante a Constante a1 Constante a2 Constante a3 Constante a4 rea de Escoamento da carcaa Numero de Reynolds carcaa Clculo Chincanas Chincanas Comprimento mximo no suportado Espaamento mnimo Espaamento entre chincanas Janela de Chincana Janela de Chincana Fator de correo para efeitos da configurao da chincana Frao do nmero total de tubos numa seo de escoamento cruzado Fator de correo para os efeitos dos vazamentos na chincanas constante Area da seo de vazamento tubo-chincana Folga diametral tubo-chicana

rea de seo de vazamento casco-chincana Folga(abertura) diametral casco-chicana

Fator de correo para os efeitos de contorno ("bypass") do feixe constante Nmero de fileiras de tubos cruzados Frao da rea da seo de escoamento cruzado em que pode ocorrer a corrente C("bypass") Folga entre o casco e o feixe rea para o desvio em torno do feixe(bypass) razo entre a rea do "bypass" ao feixei e rea efetiva do fluxo cruzado Nmero de pares de fita selante Fator de correo para o gradiente adverso de temperatura Contante Fator de correo devido ao espaamento desigual das chincanas na entrada e na sada Espaamento da primeira chincana Espaamento da ultima chincana Distncia das chincanas de entrada em relao ao espelho Distncia das chincanas de sada em relao ao espelho Dimetro do bocal de entrada Dimetro do bocal de sada constante constante constante Nmero de chincanas

Claculo do coeficiente global corrigido pelo fatores (jx) e Calculo da temperatura na pared Calculo do coeficiente de transmisso de calor do lado casco O fluido frio est no interior dos tubos? Calculo da temperatura da parede Relao das viscosidades para o fluido quente Relao das viscosidades para o fluido frio Calculo do novo coeficiente de transmiso de calor do lado casco *(/w) Calculo do novo coeficiente de transmiso de calor do lado tubo *(/w) Calculo do coeficiente global(limpo ou de polimento) Clculo do fator de incrustao e excesso de rea de troca Nova area de troca termica Excesso de rea de troca Ludwig recomenda que o excesso de rea esteja entre 10 a 20% para que o trocador seja Coeficiente global sujo rea necessria Excesso de rea de troca

Nome T1(C) T2(C) Tm(C) Cp(J/kg.C) (Pa.s) ( w/m.C) (kg/m) Pr Wq(Kg/s)

leo 70 40 55 1884 0.07 0.14 975.64 25

q(W) 1413000 A'(m) 37.32 U (W/m.C) 1600 Contracorrente MLDT(C) 26.8 2 0.3 0.88

Ds(m) wc(kg/s) hsi(W/m.C) ji a a1 a2 a3 a4 Sm(m) Res

0.64 25 803.49 0.03 0.34 0.59 -0.48 1.45 0.52 0.02 445.11

lmx(m) lmin(m) ls(m) lc(%) Ic(m) Jc Fc Jl Stb(m) tb(m)

1.88 0.13 0.13 25 0.16 1.02 0.65 0.07 0.3 0.01 0

Ssb sb(m)

0 0

Jb Cbh Nc Fbp (Ds-Dotl) (in) Sbp(m) Sbp/Sm-Sbp Nss Jr Jr* Js lsi(m) lso(m) li(m) lo(m) dbocal,i(m) dbocal,o(m) n lsi*(m) lso*(m) Nb

0.91 1.25 11.55 0.27 1.625 0.005 0.363 2 1 0.97 0.8 0.34 0.47 0.19 0.32 0.15 0.15 0.6 2.7 3.7 10.35

mperatura na parede hs(W/m.C) 43.14 sim=1 ou no=2 1 tw(C) 27.74 /w(Pa.s) 1 /w(Pa.s) 1.18 hs*(W/m.C) 43.14 hoi*(W/m.C) 5886.03 Uc 42.83 Rd -0.02 Ao(m) 40.22

que o trocador seja termicamente aceitvel Ud 1484.64 Aneces(m) 40.22 EA (m) 0

Fluido frio Temperatura de entrada Temperatura de sada Temperatura mdia Capacidade calorfica Viscosidade Condutividade Trmica Massa especfica Nmero de Prandlt Vazo mssica de fluido frio Lado Tubo Diametro externo do tubo Diametro interno do tubo Numero estimado de tubos Numero de tubos real Diametro do feixe de tubos Passo passo dos tubos perpendicular a o escoamento Passo dos tubos paralelo ao escoamento rea da seco transversal de escoamento de um tubo rea da seco transversal de escoamento total Comprimento do tubo rea de troca termica de um tubo rea de troca termica total Nmero de passagens no lado do tubo Vazo lado Tubo Vazo mssica por unidade de rea(lado do tubo) Nmero de Reynolds do lado do tubo Velocidade de escoamento lado do tubo Nmero de Nusselt lado Tubo Aquecimento a=0,18 ou Resfriamento a=0,3 Coeficiente convectivo lado do tubo Correo para coeficiente confectivo lado tubo Calculo perda de carga no lado tubo Perda de carga em razo do escoamento nos tubos Fator de atrito de fanning Perda de carga de retorno Perda de carga total no lado tubo Calculo da perda de carga no lado casco

Nome t1(C) t2(C) tm(C) Cp(J/kg.C) (Pa.s) ( w/m.C) (kg/m) Pr Wf(Kg/s)

gua 20.000 35.000 27.500 4187.000 0.001 0.600 1000.000 6.978 22.498

de(m) di(m) Nt* Nt Dolt(m) p(m) pn(m) pp(m) at'(m) at(m) l(m) a1t(m) A(m) n wt(kg/s) Gt(kg/s.m) Ret v(m/s) Nu a hi(W/m.C) hio(W/m.C)

0.025 0.023 234 252 0.594 0.032 0.016 0.027 0.000430 0.018 2.000 0.160 40.217 6.000 22.498 1245.6 29146.94 1.25 211.04 0.180 5411.29 4985.21

Pt(Psi) f Pr(Psi) PT(Psi)

8020.993 0.006 ### ###

Interpolo 20 0 27.74 0 30 0

Tabela 3.4: Valores de passos Diam. Ext. dode(m) de(in) tubo 0.63 0.02 0.75 0.02 0.75 0.02 0.75 0.02 0.75 0.02 1 0.03 1 0.03 1 0.03

Tabela 3.6: Dimetro do bocal em fun Ds (in) Ds(m) 12.01 0.31 17.26 0.44 21.26 0.54 29.01 0.74

37.01 39.01

0.94 0.99

Tabela 3.7: Valores de Ii e Io: Classe de Presso Ds(in) 150 150 150 600 600 600 10 30 60 10 30 60

res de passos passo p (in) p (m) Arranjo pp(in) pp(m) pn(in) pp(m) 0.81 0.02 triangular 0.7 0.02 0.41 0.01 0.94 0.02 triangular 0.81 0.02 0.47 0.01 1 0.03 quadrado 1 0.03 1 0.03 1 0.03 rodado quadrado 0.71 0.02 0.71 0.02 1 0.03 triangular 0.87 0.02 0.5 0.01 1.25 0.03 quadrado 1.25 0.03 1.25 0.03 1.25 0.03 rodado quadrado 0.88 0.02 0.88 0.02 1.25 0.03 triangular 1.08 0.03 0.63 0.02

metro do bocal em funo do dimetro do casco Dbocal(in) Dbocal(m) 2 0.05 3 0.08 4 0.1 6 0.15

8 10

0.2 0.25

res de Ii e Io: Ds(m) 0.25 0.76 1.52 0.25 0.76 1.52

Ii(in) 6.5 7.5 9.25 9 10.5 14.5

Ii(m) 0.17 0.19 0.23 0.23 0.27 0.37

Io(in) 11 12.5 16.5 14.5 16.5 23

Io(m) 0.28 0.32 0.42 0.37 0.42 0.58