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Anlise de zonas mortas em trocador de calor casco e tubo para aumento de eficincia


por COELHO, Ricardo Balarini


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Orientao: CEKINSKI, Efraim

Ano: 2018

 Um dos equipamentos mais utilizados na indústria química é o trocador de calor, podendo ser empregado em diversos segmentos como: química, petroquímica, papel, alimentício, etc. Existem diversos tipos de trocadores, cuja definição está voltada a sua aplicação ou geometria. Dentre o mais comum, encontra-se o trocador casco e tubos. Ao longo dos anos, foram estudados diversos pontos relacionados a esse tão tradicional equipamento, o que permitiu que sua eficiência fosse aumentada. Entretanto, ainda existem alguns pontos que não foram estudados a fundo e que estão diretamente ligados à eficiência do trocador. Um desses pontos são as chamadas zonas mortas ou zonas de estagnação. Essas áreas são caracterizadas pela ineficiência na transferência de calor, ou seja, são áreas que merecem ser estudadas no sentido de que afetam diretamente os resultados da aplicação de um trocador de calor tipo casco e tubos. Neste projeto, estudou-se o comportamento dos escoamentos ao longo do casco, e a eficiência do trocador, em um trocador casco e tubos com 1 passe no lado dos tubos e 1 passe no lado do casco, com escoamento totalmente em contra-corrente. As vazões utilizadas foram tais que permitiram análise em regimes turbulento, adotando o modelo de turbulência k-e, k-w e SST. A validação das análises foi feita através da comparação entre ferramentas computacionais utilizadas do tipo CFD, e softwares comerciais (HTRI). Os resultados destas comparações mostraram muita proximidade nos valores de temperaturas encontrados. Diferentes geometrias foram propostas na segunda fase deste trabalhado, mostrando a relação entre a quantidade presente de zona morta em um trocador e sua performance. Demonstrou-se que com a diminuição das zonas mortas há o acréscimo da eficiência.

Acesse: cassiopea.ipt.br/teses/2018_PI_Ricardo_Balarini.pdf