https://wiki.eq.uc.pt/mediawiki/api.php?action=feedcontributions&feedformat=atom&user=CarolinaSilvaDEQWiki - Contribuições do utilizador [pt]2026-05-02T05:35:50ZContribuições do utilizadorMediaWiki 1.35.8https://wiki.eq.uc.pt/mediawiki/index.php?title=Permutadores_de_carca%C3%A7a_e_tubos&diff=487Permutadores de carcaça e tubos2017-04-28T14:15:18Z<p>CarolinaSilva: </p>
<hr />
<div>Realizado por Carolina Silva e Margarida Fernandes. Integração e Intensificação de Processos, Mestrado Integrado em Engenharia Química, 2016/2017<br />
<br />
== '''O que são e para que servem?''' ==<br />
[[Ficheiro:P1.png|[https://www.google.pt/search?q=prermutador+de+calor+shell+and+tube&espv=2&biw=1366&bih=662&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjZxL_X96bSAhXFORoKHbk4CjsQ_AUIBigB#imgrc=ChOhZrSh36TBcM: Exemplo] típico de permutadores de carcaça e [https://www.google.pt/search?q=prermutador+de+calor+shell+and+tube&espv=2&biw=1366&bih=662&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjZxL_X96bSAhXFORoKHbk4CjsQ_AUIBigB#imgrc=ChOhZrSh36TBcM: tubos]|direita|236x236px]]Permutadores de calor são equipamentos usados em inúmeras instalações industriais (sistemas de refrigeração, ar condicionado, produção de energia, processos químicos) com o propósito de aquecer, arrefecer ou condensar uma série de fluidos, no fundo são equipamentos de transferência de calor. Dentro de toda a gama de permutadores, este é o tipo mais usado.<br />
==== '''Constituição do permutador carcaça e tubos''' ====<br />
Um permutador de carcaça e tubos, consiste num feixe de tubos encaixados numa carcaça/invólucro cilíndrica, com separadores que separaram o fluido dos dois lados dos tubos. São utilizadas chicanas ao longo da carcaça, que permitem suportar os tubos e dirigir o fluido contra os tubos, aumentando assim a transferência de calor.<br />
<br />
As chicanas por sua vez são suportadas por varas de suporte e espaçadores.<br />
[[Ficheiro:Chicanas.png|semmoldura|389x389px|Exemplo de configurações de chicanas utilizadas, sistema de chicanas mais [https://www.google.pt/search?q=chicanas&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwi36_eU7KbSAhWBkhQKHcBeBgYQ_AUICCgB&biw=1366&bih=662#tbm=isch&q=baffles+heat+exchanger&imgrc=nNgFZ6oAc_lBRM: tubos]|direita]]<br />
A configuração mais utilizada é a primeira, figura 2, o espaçamento ótimo entre chicanas está normalmente entre 0.3 e 0.5 vezes o diâmetro da carcaça, quanto mais justo for o espaçamento maior a transferência de calor, mas consequentemente maior a perda de carga.<br />
<br />
A fabricação de permutadores segue uma série de normas e códigos, quer para a dimensão dos tubos quer para as do involucro. Ex : TEMA, ASME, API etc…<br />
<br />
No geral são utilizados tubos com diâmetros pequenos, de forma a reduzir o preço do permutador, em contrapartida estes são mais difíceis de limpar, o fluido a circular dentro dos tubos deve ser o mais sujo com tendência a formar incrustações, o mais corrosivo e mais toxico, o que está a maior pressão, aquele com maior temperatura e viscosidade, muitas das vezes estes requisitos entram em conflito!<br />
<br />
Os permutadores de carcaça e tubos podem ter varias configurações<br />
<br />
· Tubos em forma de U<br />
<br />
· Placas de tubos fixas<br />
<br />
· Cabeça flutuante<br />
<br />
==== '''Modo de funcionamento''' ====<br />
https://www.youtube.com/watch?v=IcxKCTRA2qE<br />
<br />
==== '''Fatores que afetam a performance dos permutadores''' ====<br />
[[Ficheiro:Disposição dos tubos no permutador.png|semmoldura|303x303px|Disposição dos tubos no permutador|direita]]<u>a) Disposição dos tubos</u><br />
<br />
A disposição dos tubos afeta a velocidade de transferência de calor, a perda de carga e a facilidade de limpeza.<br />
<br />
No primeiro tem-se uma maior facilidade de limpeza, e uma menor perda de pressão<br />
<br />
No segundo arranjo tem-se um maior coeficiente de transferência de calor, mas uma maior diferença de pressão no lado da carcaça, não e recomendável se for necessária limpeza mecânica.<br />
<br />
<u>b) Fouling</u><br />
<br />
[[Ficheiro:Fouling.png|semmoldura|300x300px|Camada de fouling no permutador|direita]]Fouling é a resistência devido à formação de depósitos de materiais que irão baixar significativamente o desempenho. Logo é necessário ter em conta estes fatores de sujidade/ resistências.<br />
{| class="wikitable sortable"<br />
!Fluído<br />
!Rfouling <br />
|-<br />
|Água destilada, do mar ou rio tratada <br />
|<br />
|-<br />
| -Abaixo de 50ºC<br />
|0.0001<br />
|-<br />
| -Acima de 50ºC<br />
|0.0002<br />
|-<br />
|Vapor de água<br />
|0.0001<br />
|-<br />
|Ar<br />
|0.0004<br />
|-<br />
|Óleo combustível <br />
|0.0009<br />
|}<br />
==== '''Vantagens / desvantagens:''' ====<br />
-Levada área de superficial num pequeno volume<br />
<br />
-Limpeza difícil, sobretudo na carcaça<br />
<br />
-Funcionamento a alta pressão<br />
<br />
-Pode ser construído com uma elevada gama de materiais <br />
<br />
== '''Utilidades ''' ==<br />
As utilidades utilizadas neste tipo de permutadores são:<br />
<br />
- Água quente<br />
<br />
-Ar quente<br />
<br />
- Água sobreaquecida<br />
<br />
-Vapor saturado<br />
<br />
-Vapor sobreaquecido<br />
<br />
-Solventes orgânicos<br />
<br />
-Óleos leves/pesados<br />
<br />
Na tabela seguinte são apresentadas as utilidades e os respetivos coeficientes globais de transferência de calor, neste tipo de permutadores.<br />
<br />
{| class="wikitable"<br />
! colspan="3" |Permutadores Carcaça e tubos<br />
|-<br />
|Fluído quente<br />
|Fluído Frio <br />
|U ( W/m^2ºC)<br />
|-<br />
|Vapor <br />
|Água<br />
|1500-4000<br />
|-<br />
|Óleo térmico (pesado)<br />
|Água<br />
|60-300<br />
|-<br />
|Óleo térmico (leve)<br />
|Água<br />
|350-900<br />
|-<br />
|Água<br />
|Água<br />
|800-1500<br />
|}<br />
A seleção destas utilidades a utilizar no permutador tem em conta: o tipo de industria em que esta inserido o sistema em causa e os requisitos pretendidos (exemplo: Temperatura, pressão, potência exigidas, estabilidade térmica, capacidade térmica, viscosidade ), exemplos:[[Ficheiro:Utilidades.jpg|semmoldura|594x594px|Tipos de permutadores mais usados na [http://www.flucal.pt/pt/area/permutadores-de-calor/ industria]|direita]]A água e o ar quente são as utilidades normalmente usadas quando pretendemos aquecer algum líquido num permutador, são ambos fluidos com uma elevada estabilidade térmica, e com um baixo custo de operação.<br />
<br />
O vapor a alta pressão é aquele que oferece um maior coeficiente de transferência de calor em contrapartida o ar é o que possui um menor coeficiente<br />
<br />
Já o óleo térmico tem a vantagem de funcionar em baixa pressão, embora com um baixo coeficiente de transferência de calor, e uma variação de viscosidade e densidade com a alteração da temperatura, os custos de operação e o investimento são elevados.<br />
== '''Custos de investimento''' ==<br />
[[Ficheiro:Hhhh.png|centro|semmoldura|435x435px|Variação do custo por unidade de área]]<br />
<br />
Tendo em conta que 1 ft<sup>2</sup> = 0.929 m, e que hoje em dia um dólar é aproximadamente 0.944 euros.<br />
<br />
É possível observar que o custo de um permutador segue uma escala logarítmica em função da sua área de superfície. Aumentando significativamente a partir de 1000 ft<sup>2</sup>.<br />
<br />
== Referências ==<br />
[https://www.google.pt/search?q=prermutador+de+calor+shell+and+tube&espv=2&biw=1366&bih=662&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjZxL_X96bSAhXFORoKHbk4CjsQ_AUIBigB#imgrc=ChOhZrSh36TBcM:] https://www.google.pt/search?q=prermutador+de+calor+shell+and+tube&espv=2&biw=1366&bih=662&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjZxL_X96bSAhXFORoKHbk4CjsQ_AUIBigB#imgrc=ChOhZrSh36TBcM<br />
<br />
[https://www.google.pt/search?q=chicanas&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwi36_eU7KbSAhWBkhQKHcBeBgYQ_AUICCgB&biw=1366&bih=662#tbm=isch&q=baffles+heat+exchanger&imgrc=nNgFZ6oAc_lBRM:]https://www.google.pt/search?q=chicanas&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwi36_eU7KbSAhWBkhQKHcBeBgYQ_AUICCgB&biw=1366&bih=662#tbm=isch&q=baffles+heat+exchanger&imgrc=nNgFZ6oAc_lBRM:<br />
<br />
http://www.flucal.pt/pt/area/permutadores-de-calor/<br />
<br />
[4] Carvalho Graça, aulas de Fenómenos de Transferência II, Capítulo 9: Variação de temperatura no espaço e no tempo (2011/2012).<br />
<br />
[5] Çengel, Y.; A. Ghajar, A. Heat and Mass Transfer: Fundamentals and Applications. McGraw-Hill Inc., N.Y. , 2010.<br />
<br />
[[Categoria:Engenharia Química]]</div>CarolinaSilvahttps://wiki.eq.uc.pt/mediawiki/index.php?title=Permutadores_de_carca%C3%A7a_e_tubos&diff=484Permutadores de carcaça e tubos2017-04-28T14:11:42Z<p>CarolinaSilva: </p>
<hr />
<div>Realizado por Carolina Silva e Margarida Fernandes. Integração e Intensificação de Processos, Mestrado Integrado em Engenharia Química, 2016/2017<br />
<br />
== '''O que são e para que servem?''' ==<br />
[[Ficheiro:P1.png|[https://www.google.pt/search?q=prermutador+de+calor+shell+and+tube&espv=2&biw=1366&bih=662&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjZxL_X96bSAhXFORoKHbk4CjsQ_AUIBigB#imgrc=ChOhZrSh36TBcM: Exemplo] típico de permutadores de carcaça e [https://www.google.pt/search?q=prermutador+de+calor+shell+and+tube&espv=2&biw=1366&bih=662&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjZxL_X96bSAhXFORoKHbk4CjsQ_AUIBigB#imgrc=ChOhZrSh36TBcM: tubos]|direita|236x236px]]Permutadores de calor são equipamentos usados em inúmeras instalações industriais (sistemas de refrigeração, ar condicionado, produção de energia, processos químicos) com o propósito de aquecer, arrefecer ou condensar uma série de fluidos, no fundo são equipamentos de transferência de calor. Dentro de toda a gama de permutadores, este é o tipo mais usado.<br />
==== '''Constituição do permutador carcaça e tubos''' ====<br />
Um permutador de carcaça e tubos, consiste num feixe de tubos encaixados numa carcaça/invólucro cilíndrica, com separadores que separaram o fluido dos dois lados dos tubos. São utilizadas chicanas ao longo da carcaça, que permitem suportar os tubos e dirigir o fluido contra os tubos, aumentando assim a transferência de calor.<br />
<br />
As chicanas por sua vez são suportadas por varas de suporte e espaçadores.<br />
[[Ficheiro:Chicanas.png|semmoldura|389x389px|Exemplo de configurações de chicanas utilizadas, sistema de chicanas mais [https://www.google.pt/search?q=chicanas&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwi36_eU7KbSAhWBkhQKHcBeBgYQ_AUICCgB&biw=1366&bih=662#tbm=isch&q=baffles+heat+exchanger&imgrc=nNgFZ6oAc_lBRM: tubos]|direita]]<br />
A configuração mais utilizada é a primeira, figura 2, o espaçamento ótimo entre chicanas está normalmente entre 0.3 e 0.5 vezes o diâmetro da carcaça, quanto mais justo for o espaçamento maior a transferência de calor, mas consequentemente maior a perda de carga.<br />
<br />
A fabricação de permutadores segue uma série de normas e códigos, quer para a dimensão dos tubos quer para as do involucro. Ex : TEMA, ASME, API etc…<br />
<br />
No geral são utilizados tubos com diâmetros pequenos, de forma a reduzir o preço do permutador, em contrapartida estes são mais difíceis de limpar, o fluido a circular dentro dos tubos deve ser o mais sujo com tendência a formar incrustações, o mais corrosivo e mais toxico, o que está a maior pressão, aquele com maior temperatura e viscosidade, muitas das vezes estes requisitos entram em conflito!<br />
<br />
Os permutadores de carcaça e tubos podem ter varias configurações<br />
<br />
· Tubos em forma de U<br />
<br />
· Placas de tubos fixas<br />
<br />
· Cabeça flutuante<br />
<br />
==== '''Modo de funcionamento''' ====<br />
https://www.youtube.com/watch?v=IcxKCTRA2qE<br />
<br />
==== '''Fatores que afetam a performance dos permutadores''' ====<br />
[[Ficheiro:Disposição dos tubos no permutador.png|semmoldura|303x303px|Disposição dos tubos no permutador|direita]]<u>a) Disposição dos tubos</u><br />
<br />
A disposição dos tubos afeta a velocidade de transferência de calor, a perda de carga e a facilidade de limpeza.<br />
<br />
No primeiro tem-se uma maior facilidade de limpeza, e uma menor perda de pressão<br />
<br />
No segundo arranjo tem-se um maior coeficiente de transferência de calor, mas uma maior diferença de pressão no lado da carcaça, não e recomendável se for necessária limpeza mecânica.<br />
<br />
<u>b) Fouling</u><br />
<br />
[[Ficheiro:Fouling.png|semmoldura|300x300px|Camada de fouling no permutador|direita]]Fouling é a resistência devido à formação de depósitos de materiais que irão baixar significativamente o desempenho. Logo é necessário ter em conta estes fatores de sujidade/ resistências.<br />
{| class="wikitable sortable"<br />
!Fluído<br />
!Rfouling <br />
|-<br />
|Água destilada, do mar ou rio tratada <br />
|<br />
|-<br />
| -Abaixo de 50ºC<br />
|0.0001<br />
|-<br />
| -Acima de 50ºC<br />
|0.0002<br />
|-<br />
|Vapor de água<br />
|0.0001<br />
|-<br />
|Ar<br />
|0.0004<br />
|-<br />
|Óleo combustível <br />
|0.0009<br />
|}<br />
[[Ficheiro:Fouling (2).png|centro|semmoldura|456x456px|resistências de fouling]]<br />
<br />
==== '''Vantagens / desvantagens:''' ====<br />
-Levada área de superficial num pequeno volume<br />
<br />
-Limpeza difícil, sobretudo na carcaça<br />
<br />
-Funcionamento a alta pressão<br />
<br />
-Pode ser construído com uma elevada gama de materiais <br />
<br />
== '''Utilidades ''' ==<br />
As utilidades utilizadas neste tipo de permutadores são:<br />
<br />
- Água quente<br />
<br />
-Ar quente<br />
<br />
- Água sobreaquecida<br />
<br />
-Vapor saturado<br />
<br />
-Vapor sobreaquecido<br />
<br />
-Solventes orgânicos<br />
<br />
-Óleos leves/pesados<br />
<br />
Na tabela seguinte são apresentadas as utilidades e os respetivos coeficientes globais de transferência de calor, neste tipo de permutadores.<br />
<br />
[[Ficheiro:Capturar45.png|centro|semmoldura|300x300px|Coeficientes globais de transferência de calor]]<br />
<br />
A seleção destas utilidades a utilizar no permutador tem em conta: o tipo de industria em que esta inserido o sistema em causa e os requisitos pretendidos (exemplo: Temperatura, pressão, potência exigidas, estabilidade térmica, capacidade térmica, viscosidade ), exemplos:[[Ficheiro:Utilidades.jpg|semmoldura|594x594px|Tipos de permutadores mais usados na [http://www.flucal.pt/pt/area/permutadores-de-calor/ industria]|direita]]A água e o ar quente são as utilidades normalmente usadas quando pretendemos aquecer algum líquido num permutador, são ambos fluidos com uma elevada estabilidade térmica, e com um baixo custo de operação.<br />
<br />
O vapor a alta pressão é aquele que oferece um maior coeficiente de transferência de calor em contrapartida o ar é o que possui um menor coeficiente<br />
<br />
Já o óleo térmico tem a vantagem de funcionar em baixa pressão, embora com um baixo coeficiente de transferência de calor, e uma variação de viscosidade e densidade com a alteração da temperatura, os custos de operação e o investimento são elevados.<br />
== '''Custos de investimento''' ==<br />
[[Ficheiro:Hhhh.png|centro|semmoldura|435x435px|Variação do custo por unidade de área]]<br />
<br />
Tendo em conta que 1 ft<sup>2</sup> = 0.929 m, e que hoje em dia um dólar é aproximadamente 0.944 euros.<br />
<br />
É possível observar que o custo de um permutador segue uma escala logarítmica em função da sua área de superfície. Aumentando significativamente a partir de 1000 ft<sup>2</sup>.<br />
<br />
== Referências ==<br />
[https://www.google.pt/search?q=prermutador+de+calor+shell+and+tube&espv=2&biw=1366&bih=662&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjZxL_X96bSAhXFORoKHbk4CjsQ_AUIBigB#imgrc=ChOhZrSh36TBcM:] https://www.google.pt/search?q=prermutador+de+calor+shell+and+tube&espv=2&biw=1366&bih=662&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjZxL_X96bSAhXFORoKHbk4CjsQ_AUIBigB#imgrc=ChOhZrSh36TBcM<br />
<br />
[https://www.google.pt/search?q=chicanas&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwi36_eU7KbSAhWBkhQKHcBeBgYQ_AUICCgB&biw=1366&bih=662#tbm=isch&q=baffles+heat+exchanger&imgrc=nNgFZ6oAc_lBRM:]https://www.google.pt/search?q=chicanas&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwi36_eU7KbSAhWBkhQKHcBeBgYQ_AUICCgB&biw=1366&bih=662#tbm=isch&q=baffles+heat+exchanger&imgrc=nNgFZ6oAc_lBRM:<br />
<br />
http://www.flucal.pt/pt/area/permutadores-de-calor/<br />
<br />
[4] Carvalho Graça, aulas de Fenómenos de Transferência II, Capítulo 9: Variação de temperatura no espaço e no tempo (2011/2012).<br />
<br />
[5] Çengel, Y.; A. Ghajar, A. Heat and Mass Transfer: Fundamentals and Applications. McGraw-Hill Inc., N.Y. , 2010.<br />
<br />
[[Categoria:Engenharia Química]]</div>CarolinaSilvahttps://wiki.eq.uc.pt/mediawiki/index.php?title=Permutadores_de_carca%C3%A7a_e_tubos&diff=348Permutadores de carcaça e tubos2017-04-27T17:59:35Z<p>CarolinaSilva: </p>
<hr />
<div>Realizado por Carolina Silva e Margarida Fernandes. Integração e Intensificação de Processos, Mestrado Integrado em Engenharia Química, 2016/2017<br />
<br />
== '''O que são e para que servem?''' ==<br />
[[Ficheiro:P1.png|[https://www.google.pt/search?q=prermutador+de+calor+shell+and+tube&espv=2&biw=1366&bih=662&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjZxL_X96bSAhXFORoKHbk4CjsQ_AUIBigB#imgrc=ChOhZrSh36TBcM: Exemplo] típico de permutadores de carcaça e [https://www.google.pt/search?q=prermutador+de+calor+shell+and+tube&espv=2&biw=1366&bih=662&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjZxL_X96bSAhXFORoKHbk4CjsQ_AUIBigB#imgrc=ChOhZrSh36TBcM: tubos]|direita|236x236px]]Permutadores de calor são equipamentos usados em inúmeras instalações industriais (sistemas de refrigeração, ar condicionado, produção de energia, processos químicos) com o propósito de aquecer, arrefecer ou condensar uma série de fluidos, no fundo são equipamentos de transferência de calor. Dentro de toda a gama de permutadores, este é o tipo mais usado.<br />
==== '''Constituição do permutador carcaça e tubos''' ====<br />
Um permutador de carcaça e tubos, consiste num feixe de tubos encaixados numa carcaça/invólucro cilíndrica, com separadores que separaram o fluido dos dois lados dos tubos. São utilizadas chicanas ao longo da carcaça, que permitem suportar os tubos e dirigir o fluido contra os tubos, aumentando assim a transferência de calor.<br />
<br />
As chicanas por sua vez são suportadas por varas de suporte e espaçadores.<br />
[[Ficheiro:Chicanas.png|semmoldura|389x389px|Exemplo de configurações de chicanas utilizadas, sistema de chicanas mais [https://www.google.pt/search?q=chicanas&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwi36_eU7KbSAhWBkhQKHcBeBgYQ_AUICCgB&biw=1366&bih=662#tbm=isch&q=baffles+heat+exchanger&imgrc=nNgFZ6oAc_lBRM: tubos]|direita]]<br />
A configuração mais utilizada é a primeira, figura 2, o espaçamento ótimo entre chicanas está normalmente entre 0.3 e 0.5 vezes o diâmetro da carcaça, quanto mais justo for o espaçamento maior a transferência de calor, mas consequentemente maior a perda de carga.<br />
<br />
A fabricação de permutadores segue uma série de normas e códigos, quer para a dimensão dos tubos quer para as do involucro. Ex : TEMA, ASME, API etc…<br />
<br />
No geral são utilizados tubos com diâmetros pequenos, de forma a reduzir o preço do permutador, em contrapartida estes são mais difíceis de limpar, o fluido a circular dentro dos tubos deve ser o mais sujo com tendência a formar incrustações, o mais corrosivo e mais toxico, o que está a maior pressão, aquele com maior temperatura e viscosidade, muitas das vezes estes requisitos entram em conflito!<br />
<br />
Os permutadores de carcaça e tubos podem ter varias configurações<br />
<br />
· Tubos em forma de U<br />
<br />
· Placas de tubos fixas<br />
<br />
· Cabeça flutuante<br />
<br />
==== '''Modo de funcionamento''' ====<br />
https://www.youtube.com/watch?v=IcxKCTRA2qE<br />
<br />
==== '''Fatores que afetam a performance dos permutadores''' ====<br />
[[Ficheiro:Disposição dos tubos no permutador.png|semmoldura|303x303px|Disposição dos tubos no permutador|direita]]<u>a) Disposição dos tubos</u><br />
<br />
A disposição dos tubos afeta a velocidade de transferência de calor, a perda de carga e a facilidade de limpeza.<br />
<br />
No primeiro tem-se uma maior facilidade de limpeza, e uma menor perda de pressão<br />
<br />
No segundo arranjo tem-se um maior coeficiente de transferência de calor, mas uma maior diferença de pressão no lado da carcaça, não e recomendável se for necessária limpeza mecânica.<br />
<br />
<u>b) Fouling</u><br />
<br />
[[Ficheiro:Fouling.png|semmoldura|300x300px|Camada de fouling no permutador|direita]]Fouling é a resistência devido à formação de depósitos de materiais que irão baixar significativamente o desempenho. Logo é necessário ter em conta estes fatores de sujidade/ resistências[[Ficheiro:Fouling (2).png|centro|semmoldura|456x456px|resistências de fouling]]<br />
<br />
==== '''Vantagens / desvantagens:''' ====<br />
-Levada área de superficial num pequeno volume<br />
<br />
-Limpeza difícil, sobretudo na carcaça<br />
<br />
-Funcionamento a alta pressão<br />
<br />
-Pode ser construído com uma elevada gama de materiais <br />
<br />
== '''Utilidades ''' ==<br />
As utilidades utilizadas neste tipo de permutadores são:<br />
<br />
- Água quente<br />
<br />
-Ar quente<br />
<br />
- Água sobreaquecida<br />
<br />
-Vapor saturado<br />
<br />
-Vapor sobreaquecido<br />
<br />
-Solventes orgânicos<br />
<br />
-Óleos leves/pesados<br />
<br />
Na tabela seguinte são apresentadas as utilidades e os respetivos coeficientes globais de transferência de calor, neste tipo de permutadores.<br />
<br />
[[Ficheiro:Capturar45.png|centro|semmoldura|300x300px|Coeficientes globais de transferência de calor]]<br />
<br />
A seleção destas utilidades a utilizar no permutador tem em conta: o tipo de industria em que esta inserido o sistema em causa e os requisitos pretendidos (exemplo: Temperatura, pressão, potência exigidas, estabilidade térmica, capacidade térmica, viscosidade ), exemplos:[[Ficheiro:Utilidades.jpg|semmoldura|594x594px|Tipos de permutadores mais usados na [http://www.flucal.pt/pt/area/permutadores-de-calor/ industria]|direita]]A água e o ar quente são as utilidades normalmente usadas quando pretendemos aquecer algum líquido num permutador, são ambos fluidos com uma elevada estabilidade térmica, e com um baixo custo de operação.<br />
<br />
O vapor a alta pressão é aquele que oferece um maior coeficiente de transferência de calor em contrapartida o ar é o que possui um menor coeficiente<br />
<br />
Já o óleo térmico tem a vantagem de funcionar em baixa pressão, embora com um baixo coeficiente de transferência de calor, e uma variação de viscosidade e densidade com a alteração da temperatura, os custos de operação e o investimento são elevados.<br />
== '''Custos de investimento''' ==<br />
[[Ficheiro:Hhhh.png|centro|semmoldura|435x435px|Variação do custo por unidade de área]]<br />
<br />
Tendo em conta que 1 ft<sup>2</sup> = 0.929 m, e que hoje em dia um dólar é aproximadamente 0.944 euros.<br />
<br />
É possível observar que o custo de um permutador segue uma escala logarítmica em função da sua área de superfície. Aumentando significativamente a partir de 1000 ft<sup>2</sup>.<br />
<br />
== Referências ==<br />
[https://www.google.pt/search?q=prermutador+de+calor+shell+and+tube&espv=2&biw=1366&bih=662&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjZxL_X96bSAhXFORoKHbk4CjsQ_AUIBigB#imgrc=ChOhZrSh36TBcM:] https://www.google.pt/search?q=prermutador+de+calor+shell+and+tube&espv=2&biw=1366&bih=662&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjZxL_X96bSAhXFORoKHbk4CjsQ_AUIBigB#imgrc=ChOhZrSh36TBcM<br />
<br />
[https://www.google.pt/search?q=chicanas&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwi36_eU7KbSAhWBkhQKHcBeBgYQ_AUICCgB&biw=1366&bih=662#tbm=isch&q=baffles+heat+exchanger&imgrc=nNgFZ6oAc_lBRM:]https://www.google.pt/search?q=chicanas&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwi36_eU7KbSAhWBkhQKHcBeBgYQ_AUICCgB&biw=1366&bih=662#tbm=isch&q=baffles+heat+exchanger&imgrc=nNgFZ6oAc_lBRM:<br />
<br />
http://www.flucal.pt/pt/area/permutadores-de-calor/<br />
<br />
[4] Carvalho Graça, aulas de Fenómenos de Transferência II, Capítulo 9: Variação de temperatura no espaço e no tempo (2011/2012).<br />
<br />
[5] Çengel, Y.; A. Ghajar, A. Heat and Mass Transfer: Fundamentals and Applications. McGraw-Hill Inc., N.Y. , 2010.<br />
<br />
[[Categoria:Engenharia Química]]</div>CarolinaSilvahttps://wiki.eq.uc.pt/mediawiki/index.php?title=Permutadores_de_carca%C3%A7a_e_tubos&diff=347Permutadores de carcaça e tubos2017-04-27T17:59:17Z<p>CarolinaSilva: </p>
<hr />
<div>Realizado por Carolina Silva e Margarida Fernandes. Integração e Intensificação de Processos, Mestrado Integrado em Engenharia Química, 2016/2017<br />
<br />
== '''O que são e para que servem?''' ==<br />
[[Ficheiro:P1.png|[https://www.google.pt/search?q=prermutador+de+calor+shell+and+tube&espv=2&biw=1366&bih=662&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjZxL_X96bSAhXFORoKHbk4CjsQ_AUIBigB#imgrc=ChOhZrSh36TBcM: Exemplo] típico de permutadores de carcaça e [https://www.google.pt/search?q=prermutador+de+calor+shell+and+tube&espv=2&biw=1366&bih=662&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjZxL_X96bSAhXFORoKHbk4CjsQ_AUIBigB#imgrc=ChOhZrSh36TBcM: tubos]|direita|236x236px]]Permutadores de calor são equipamentos usados em inúmeras instalações industriais (sistemas de refrigeração, ar condicionado, produção de energia, processos químicos) com o propósito de aquecer, arrefecer ou condensar uma série de fluidos, no fundo são equipamentos de transferência de calor. Dentro de toda a gama de permutadores, este é o tipo mais usado.<br />
==== '''Constituição do permutador carcaça e tubos''' ====<br />
Um permutador de carcaça e tubos, consiste num feixe de tubos encaixados numa carcaça/invólucro cilíndrica, com separadores que separaram o fluido dos dois lados dos tubos. São utilizadas chicanas ao longo da carcaça, que permitem suportar os tubos e dirigir o fluido contra os tubos, aumentando assim a transferência de calor.<br />
<br />
As chicanas por sua vez são suportadas por varas de suporte e espaçadores.<br />
[[Ficheiro:Chicanas.png|semmoldura|389x389px|Exemplo de configurações de chicanas utilizadas, sistema de chicanas mais [https://www.google.pt/search?q=chicanas&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwi36_eU7KbSAhWBkhQKHcBeBgYQ_AUICCgB&biw=1366&bih=662#tbm=isch&q=baffles+heat+exchanger&imgrc=nNgFZ6oAc_lBRM: tubos]|direita]]<br />
A configuração mais utilizada é a primeira, figura 2, o espaçamento ótimo entre chicanas está normalmente entre 0.3 e 0.5 vezes o diâmetro da carcaça, quanto mais justo for o espaçamento maior a transferência de calor, mas consequentemente maior a perda de carga.<br />
<br />
A fabricação de permutadores segue uma série de normas e códigos, quer para a dimensão dos tubos quer para as do involucro. Ex : TEMA, ASME, API etc…<br />
<br />
No geral são utilizados tubos com diâmetros pequenos, de forma a reduzir o preço do permutador, em contrapartida estes são mais difíceis de limpar, o fluido a circular dentro dos tubos deve ser o mais sujo com tendência a formar incrustações, o mais corrosivo e mais toxico, o que está a maior pressão, aquele com maior temperatura e viscosidade, muitas das vezes estes requisitos entram em conflito!<br />
<br />
Os permutadores de carcaça e tubos podem ter varias configurações<br />
<br />
· Tubos em forma de U<br />
<br />
· Placas de tubos fixas<br />
<br />
· Cabeça flutuante<br />
<br />
==== '''Modo de funcionamento''' ====<br />
https://www.youtube.com/watch?v=IcxKCTRA2qE<br />
<br />
==== '''Fatores que afetam a performance dos permutadores''' ====<br />
[[Ficheiro:Disposição dos tubos no permutador.png|semmoldura|303x303px|Disposição dos tubos no permutador|direita]]<u>a) Disposição dos tubos</u><br />
<br />
A disposição dos tubos afeta a velocidade de transferência de calor, a perda de carga e a facilidade de limpeza.<br />
<br />
No primeiro tem-se uma maior facilidade de limpeza, e uma menor perda de pressão<br />
<br />
No segundo arranjo tem-se um maior coeficiente de transferência de calor, mas uma maior diferença de pressão no lado da carcaça, não e recomendável se for necessária limpeza mecânica.<br />
<br />
<u>b) Fouling</u><br />
<br />
[[Ficheiro:Fouling.png|semmoldura|300x300px|Camada de fouling no permutador|direita]]Fouling é a resistência devido à formação de depósitos de materiais que irão baixar significativamente o desempenho. Logo é necessário ter em conta estes fatores de sujidade/ resistências[[Ficheiro:Fouling (2).png|centro|semmoldura|456x456px|resistências de fouling]]<br />
<br />
===== '''Vantagens / desvantagens:''' =====<br />
-Levada área de superficial num pequeno volume<br />
<br />
-Limpeza difícil, sobretudo na carcaça<br />
<br />
-Funcionamento a alta pressão<br />
<br />
-Pode ser construído com uma elevada gama de materiais <br />
<br />
== '''Utilidades ''' ==<br />
As utilidades utilizadas neste tipo de permutadores são:<br />
<br />
- Água quente<br />
<br />
-Ar quente<br />
<br />
- Água sobreaquecida<br />
<br />
-Vapor saturado<br />
<br />
-Vapor sobreaquecido<br />
<br />
-Solventes orgânicos<br />
<br />
-Óleos leves/pesados<br />
<br />
Na tabela seguinte são apresentadas as utilidades e os respetivos coeficientes globais de transferência de calor, neste tipo de permutadores.<br />
<br />
[[Ficheiro:Capturar45.png|centro|semmoldura|300x300px|Coeficientes globais de transferência de calor]]<br />
<br />
A seleção destas utilidades a utilizar no permutador tem em conta: o tipo de industria em que esta inserido o sistema em causa e os requisitos pretendidos (exemplo: Temperatura, pressão, potência exigidas, estabilidade térmica, capacidade térmica, viscosidade ), exemplos:[[Ficheiro:Utilidades.jpg|semmoldura|594x594px|Tipos de permutadores mais usados na [http://www.flucal.pt/pt/area/permutadores-de-calor/ industria]|direita]]A água e o ar quente são as utilidades normalmente usadas quando pretendemos aquecer algum líquido num permutador, são ambos fluidos com uma elevada estabilidade térmica, e com um baixo custo de operação.<br />
<br />
O vapor a alta pressão é aquele que oferece um maior coeficiente de transferência de calor em contrapartida o ar é o que possui um menor coeficiente<br />
<br />
Já o óleo térmico tem a vantagem de funcionar em baixa pressão, embora com um baixo coeficiente de transferência de calor, e uma variação de viscosidade e densidade com a alteração da temperatura, os custos de operação e o investimento são elevados.<br />
== '''Custos de investimento''' ==<br />
[[Ficheiro:Hhhh.png|centro|semmoldura|435x435px|Variação do custo por unidade de área]]<br />
<br />
Tendo em conta que 1 ft<sup>2</sup> = 0.929 m, e que hoje em dia um dólar é aproximadamente 0.944 euros.<br />
<br />
É possível observar que o custo de um permutador segue uma escala logarítmica em função da sua área de superfície. Aumentando significativamente a partir de 1000 ft<sup>2</sup>.<br />
<br />
== Referências ==<br />
[https://www.google.pt/search?q=prermutador+de+calor+shell+and+tube&espv=2&biw=1366&bih=662&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjZxL_X96bSAhXFORoKHbk4CjsQ_AUIBigB#imgrc=ChOhZrSh36TBcM:] https://www.google.pt/search?q=prermutador+de+calor+shell+and+tube&espv=2&biw=1366&bih=662&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjZxL_X96bSAhXFORoKHbk4CjsQ_AUIBigB#imgrc=ChOhZrSh36TBcM<br />
<br />
[https://www.google.pt/search?q=chicanas&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwi36_eU7KbSAhWBkhQKHcBeBgYQ_AUICCgB&biw=1366&bih=662#tbm=isch&q=baffles+heat+exchanger&imgrc=nNgFZ6oAc_lBRM:]https://www.google.pt/search?q=chicanas&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwi36_eU7KbSAhWBkhQKHcBeBgYQ_AUICCgB&biw=1366&bih=662#tbm=isch&q=baffles+heat+exchanger&imgrc=nNgFZ6oAc_lBRM:<br />
<br />
http://www.flucal.pt/pt/area/permutadores-de-calor/<br />
<br />
[4] Carvalho Graça, aulas de Fenómenos de Transferência II, Capítulo 9: Variação de temperatura no espaço e no tempo (2011/2012).<br />
<br />
[5] Çengel, Y.; A. Ghajar, A. Heat and Mass Transfer: Fundamentals and Applications. McGraw-Hill Inc., N.Y. , 2010.<br />
<br />
[[Categoria:Engenharia Química]]</div>CarolinaSilvahttps://wiki.eq.uc.pt/mediawiki/index.php?title=Permutadores_de_carca%C3%A7a_e_tubos&diff=346Permutadores de carcaça e tubos2017-04-27T17:58:12Z<p>CarolinaSilva: </p>
<hr />
<div>Realizado por Carolina Silva e Margarida Fernandes. Integração e Intensificação de Processos, Mestrado Integrado em Engenharia Química, 2016/2017<br />
<br />
== '''O que são e para que servem?''' ==<br />
[[Ficheiro:P1.png|[https://www.google.pt/search?q=prermutador+de+calor+shell+and+tube&espv=2&biw=1366&bih=662&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjZxL_X96bSAhXFORoKHbk4CjsQ_AUIBigB#imgrc=ChOhZrSh36TBcM: Exemplo] típico de permutadores de carcaça e [https://www.google.pt/search?q=prermutador+de+calor+shell+and+tube&espv=2&biw=1366&bih=662&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjZxL_X96bSAhXFORoKHbk4CjsQ_AUIBigB#imgrc=ChOhZrSh36TBcM: tubos]|direita|236x236px]]Permutadores de calor são equipamentos usados em inúmeras instalações industriais (sistemas de refrigeração, ar condicionado, produção de energia, processos químicos) com o propósito de aquecer, arrefecer ou condensar uma série de fluidos, no fundo são equipamentos de transferência de calor. Dentro de toda a gama de permutadores, este é o tipo mais usado.<br />
==== '''Constituição do permutador carcaça e tubos''' ====<br />
Um permutador de carcaça e tubos, consiste num feixe de tubos encaixados numa carcaça/invólucro cilíndrica, com separadores que separaram o fluido dos dois lados dos tubos. São utilizadas chicanas ao longo da carcaça, que permitem suportar os tubos e dirigir o fluido contra os tubos, aumentando assim a transferência de calor.<br />
<br />
As chicanas por sua vez são suportadas por varas de suporte e espaçadores.<br />
[[Ficheiro:Chicanas.png|semmoldura|389x389px|Exemplo de configurações de chicanas utilizadas, sistema de chicanas mais [https://www.google.pt/search?q=chicanas&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwi36_eU7KbSAhWBkhQKHcBeBgYQ_AUICCgB&biw=1366&bih=662#tbm=isch&q=baffles+heat+exchanger&imgrc=nNgFZ6oAc_lBRM: tubos]|direita]]<br />
A configuração mais utilizada é a primeira, figura 2, o espaçamento ótimo entre chicanas está normalmente entre 0.3 e 0.5 vezes o diâmetro da carcaça, quanto mais justo for o espaçamento maior a transferência de calor, mas consequentemente maior a perda de carga.<br />
<br />
A fabricação de permutadores segue uma série de normas e códigos, quer para a dimensão dos tubos quer para as do involucro. Ex : TEMA, ASME, API etc…<br />
<br />
No geral são utilizados tubos com diâmetros pequenos, de forma a reduzir o preço do permutador, em contrapartida estes são mais difíceis de limpar, o fluido a circular dentro dos tubos deve ser o mais sujo com tendência a formar incrustações, o mais corrosivo e mais toxico, o que está a maior pressão, aquele com maior temperatura e viscosidade, muitas das vezes estes requisitos entram em conflito!<br />
<br />
Os permutadores de carcaça e tubos podem ter varias configurações<br />
<br />
· Tubos em forma de U<br />
<br />
· Placas de tubos fixas<br />
<br />
· Cabeça flutuante<br />
<br />
==== '''Modo de funcionamento''' ====<br />
https://www.youtube.com/watch?v=IcxKCTRA2qE<br />
<br />
==== '''Fatores que afetam a performance dos permutadores''' ====<br />
[[Ficheiro:Disposição dos tubos no permutador.png|semmoldura|303x303px|Disposição dos tubos no permutador|direita]]<u>a) Disposição dos tubos</u><br />
<br />
A disposição dos tubos afeta a velocidade de transferência de calor, a perda de carga e a facilidade de limpeza.<br />
<br />
No primeiro tem-se uma maior facilidade de limpeza, e uma menor perda de pressão<br />
<br />
No segundo arranjo tem-se um maior coeficiente de transferência de calor, mas uma maior diferença de pressão no lado da carcaça, não e recomendável se for necessária limpeza mecânica.<br />
<br />
<u>b) Fouling</u><br />
<br />
[[Ficheiro:Fouling.png|semmoldura|300x300px|Camada de fouling no permutador|direita]]Fouling é a resistência devido à formação de depósitos de materiais que irão baixar significativamente o desempenho. Logo é necessário ter em conta estes fatores de sujidade/ resistências[[Ficheiro:Fouling (2).png|centro|semmoldura|456x456px|resistências de fouling]]<br />
<br />
====== '''Vantagens / desvantagens:''' ======<br />
-Levada área de superficial num pequeno volume<br />
<br />
-Limpeza difícil, sobretudo na carcaça<br />
<br />
-Funcionamento a alta pressão<br />
<br />
-Pode ser construído com uma elevada gama de materiais <br />
<br />
== '''Utilidades ''' ==<br />
As utilidades utilizadas neste tipo de permutadores são:<br />
<br />
- Água quente<br />
<br />
-Ar quente<br />
<br />
- Água sobreaquecida<br />
<br />
-Vapor saturado<br />
<br />
-Vapor sobreaquecido<br />
<br />
-Solventes orgânicos<br />
<br />
-Óleos leves/pesados<br />
<br />
Na tabela seguinte são apresentadas as utilidades e os respetivos coeficientes globais de transferência de calor, neste tipo de permutadores.<br />
<br />
[[Ficheiro:Capturar45.png|centro|semmoldura|300x300px|Coeficientes globais de transferência de calor]]<br />
<br />
A seleção destas utilidades a utilizar no permutador tem em conta: o tipo de industria em que esta inserido o sistema em causa e os requisitos pretendidos (exemplo: Temperatura, pressão, potência exigidas, estabilidade térmica, capacidade térmica, viscosidade ), exemplos:[[Ficheiro:Utilidades.jpg|semmoldura|594x594px|Tipos de permutadores mais usados na [http://www.flucal.pt/pt/area/permutadores-de-calor/ industria]|direita]]A água e o ar quente são as utilidades normalmente usadas quando pretendemos aquecer algum líquido num permutador, são ambos fluidos com uma elevada estabilidade térmica, e com um baixo custo de operação.<br />
<br />
O vapor a alta pressão é aquele que oferece um maior coeficiente de transferência de calor em contrapartida o ar é o que possui um menor coeficiente<br />
<br />
Já o óleo térmico tem a vantagem de funcionar em baixa pressão, embora com um baixo coeficiente de transferência de calor, e uma variação de viscosidade e densidade com a alteração da temperatura, os custos de operação e o investimento são elevados.<br />
== '''Custos de investimento''' ==<br />
[[Ficheiro:Hhhh.png|centro|semmoldura|435x435px|Variação do custo por unidade de área]]<br />
<br />
Tendo em conta que 1 ft<sup>2</sup> = 0.929 m, e que hoje em dia um dólar é aproximadamente 0.944 euros.<br />
<br />
É possível observar que o custo de um permutador segue uma escala logarítmica em função da sua área de superfície. Aumentando significativamente a partir de 1000 ft<sup>2</sup>.<br />
<br />
== Referências ==<br />
[https://www.google.pt/search?q=prermutador+de+calor+shell+and+tube&espv=2&biw=1366&bih=662&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjZxL_X96bSAhXFORoKHbk4CjsQ_AUIBigB#imgrc=ChOhZrSh36TBcM:] https://www.google.pt/search?q=prermutador+de+calor+shell+and+tube&espv=2&biw=1366&bih=662&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjZxL_X96bSAhXFORoKHbk4CjsQ_AUIBigB#imgrc=ChOhZrSh36TBcM<br />
<br />
[https://www.google.pt/search?q=chicanas&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwi36_eU7KbSAhWBkhQKHcBeBgYQ_AUICCgB&biw=1366&bih=662#tbm=isch&q=baffles+heat+exchanger&imgrc=nNgFZ6oAc_lBRM:]https://www.google.pt/search?q=chicanas&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwi36_eU7KbSAhWBkhQKHcBeBgYQ_AUICCgB&biw=1366&bih=662#tbm=isch&q=baffles+heat+exchanger&imgrc=nNgFZ6oAc_lBRM:<br />
<br />
http://www.flucal.pt/pt/area/permutadores-de-calor/<br />
<br />
[4] Carvalho Graça, aulas de Fenómenos de Transferência II, Capítulo 9: Variação de temperatura no espaço e no tempo (2011/2012).<br />
<br />
[5] Çengel, Y.; A. Ghajar, A. Heat and Mass Transfer: Fundamentals and Applications. McGraw-Hill Inc., N.Y. , 2010.<br />
<br />
[[Categoria:Engenharia Química]]</div>CarolinaSilvahttps://wiki.eq.uc.pt/mediawiki/index.php?title=Permutadores_de_carca%C3%A7a_e_tubos&diff=344Permutadores de carcaça e tubos2017-04-27T17:57:19Z<p>CarolinaSilva: </p>
<hr />
<div>Realizado por Carolina Silva e Margarida Fernandes. Integração e Intensificação de Processos, Mestrado Integrado em Engenharia Química, 2016/2017<br />
<br />
== '''O que são e para que servem?''' ==<br />
[[Ficheiro:P1.png|[https://www.google.pt/search?q=prermutador+de+calor+shell+and+tube&espv=2&biw=1366&bih=662&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjZxL_X96bSAhXFORoKHbk4CjsQ_AUIBigB#imgrc=ChOhZrSh36TBcM: Exemplo] típico de permutadores de carcaça e [https://www.google.pt/search?q=prermutador+de+calor+shell+and+tube&espv=2&biw=1366&bih=662&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjZxL_X96bSAhXFORoKHbk4CjsQ_AUIBigB#imgrc=ChOhZrSh36TBcM: tubos]|direita|236x236px]]Permutadores de calor são equipamentos usados em inúmeras instalações industriais (sistemas de refrigeração, ar condicionado, produção de energia, processos químicos) com o propósito de aquecer, arrefecer ou condensar uma série de fluidos, no fundo são equipamentos de transferência de calor. Dentro de toda a gama de permutadores, este é o tipo mais usado.<br />
==== '''Constituição do permutador carcaça e tubos''' ====<br />
Um permutador de carcaça e tubos, consiste num feixe de tubos encaixados numa carcaça/invólucro cilíndrica, com separadores que separaram o fluido dos dois lados dos tubos. São utilizadas chicanas ao longo da carcaça, que permitem suportar os tubos e dirigir o fluido contra os tubos, aumentando assim a transferência de calor.<br />
<br />
As chicanas por sua vez são suportadas por varas de suporte e espaçadores.<br />
[[Ficheiro:Chicanas.png|semmoldura|389x389px|Exemplo de configurações de chicanas utilizadas, sistema de chicanas mais [https://www.google.pt/search?q=chicanas&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwi36_eU7KbSAhWBkhQKHcBeBgYQ_AUICCgB&biw=1366&bih=662#tbm=isch&q=baffles+heat+exchanger&imgrc=nNgFZ6oAc_lBRM: tubos]|direita]]<br />
A configuração mais utilizada é a primeira, figura 2, o espaçamento ótimo entre chicanas está normalmente entre 0.3 e 0.5 vezes o diâmetro da carcaça, quanto mais justo for o espaçamento maior a transferência de calor, mas consequentemente maior a perda de carga.<br />
<br />
A fabricação de permutadores segue uma série de normas e códigos, quer para a dimensão dos tubos quer para as do involucro. Ex : TEMA, ASME, API etc…<br />
<br />
No geral são utilizados tubos com diâmetros pequenos, de forma a reduzir o preço do permutador, em contrapartida estes são mais difíceis de limpar, o fluido a circular dentro dos tubos deve ser o mais sujo com tendência a formar incrustações, o mais corrosivo e mais toxico, o que está a maior pressão, aquele com maior temperatura e viscosidade, muitas das vezes estes requisitos entram em conflito!<br />
<br />
Os permutadores de carcaça e tubos podem ter varias configurações<br />
<br />
· Tubos em forma de U<br />
<br />
· Placas de tubos fixas<br />
<br />
· Cabeça flutuante<br />
<br />
==== '''Modo de funcionamento''' ====<br />
https://www.youtube.com/watch?v=IcxKCTRA2qE<br />
<br />
==== '''Fatores que afetam a performance dos permutadores''' ====<br />
[[Ficheiro:Disposição dos tubos no permutador.png|semmoldura|303x303px|Disposição dos tubos no permutador|direita]]'''a) Disposição dos tubos'''<br />
<br />
A disposição dos tubos afeta a velocidade de transferência de calor, a perda de carga e a facilidade de limpeza.<br />
<br />
No primeiro tem-se uma maior facilidade de limpeza, e uma menor perda de pressão<br />
<br />
No segundo arranjo tem-se um maior coeficiente de transferência de calor, mas uma maior diferença de pressão no lado da carcaça, não e recomendável se for necessária limpeza mecânica.<br />
<br />
·'''b)Fouling'''[[Ficheiro:Fouling.png|semmoldura|300x300px|Camada de fouling no permutador|direita]]Fouling é a resistência devido à formação de depósitos de materiais que irão baixar significativamente o desempenho. Logo é necessário ter em conta estes fatores de sujidade/ resistências[[Ficheiro:Fouling (2).png|centro|semmoldura|456x456px|resistências de fouling]]<br />
<br />
====== '''Vantagens / desvantagens:''' ======<br />
-Levada área de superficial num pequeno volume<br />
<br />
-Limpeza difícil, sobretudo na carcaça<br />
<br />
-Funcionamento a alta pressão<br />
<br />
-Pode ser construído com uma elevada gama de materiais <br />
<br />
== '''Utilidades ''' ==<br />
As utilidades utilizadas neste tipo de permutadores são:<br />
<br />
- Água quente<br />
<br />
-Ar quente<br />
<br />
- Água sobreaquecida<br />
<br />
-Vapor saturado<br />
<br />
-Vapor sobreaquecido<br />
<br />
-Solventes orgânicos<br />
<br />
-Óleos leves/pesados<br />
<br />
Na tabela seguinte são apresentadas as utilidades e os respetivos coeficientes globais de transferência de calor, neste tipo de permutadores.<br />
<br />
[[Ficheiro:Capturar45.png|centro|semmoldura|300x300px|Coeficientes globais de transferência de calor]]<br />
<br />
A seleção destas utilidades a utilizar no permutador tem em conta: o tipo de industria em que esta inserido o sistema em causa e os requisitos pretendidos (exemplo: Temperatura, pressão, potência exigidas, estabilidade térmica, capacidade térmica, viscosidade ), exemplos:[[Ficheiro:Utilidades.jpg|semmoldura|594x594px|Tipos de permutadores mais usados na [http://www.flucal.pt/pt/area/permutadores-de-calor/ industria]|direita]]A água e o ar quente são as utilidades normalmente usadas quando pretendemos aquecer algum líquido num permutador, são ambos fluidos com uma elevada estabilidade térmica, e com um baixo custo de operação.<br />
<br />
O vapor a alta pressão é aquele que oferece um maior coeficiente de transferência de calor em contrapartida o ar é o que possui um menor coeficiente<br />
<br />
Já o óleo térmico tem a vantagem de funcionar em baixa pressão, embora com um baixo coeficiente de transferência de calor, e uma variação de viscosidade e densidade com a alteração da temperatura, os custos de operação e o investimento são elevados.<br />
== '''Custos de investimento''' ==<br />
[[Ficheiro:Hhhh.png|centro|semmoldura|435x435px|Variação do custo por unidade de área]]<br />
<br />
Tendo em conta que 1 ft<sup>2</sup> = 0.929 m, e que hoje em dia um dólar é aproximadamente 0.944 euros.<br />
<br />
É possível observar que o custo de um permutador segue uma escala logarítmica em função da sua área de superfície. Aumentando significativamente a partir de 1000 ft<sup>2</sup>.<br />
<br />
== Referências ==<br />
[https://www.google.pt/search?q=prermutador+de+calor+shell+and+tube&espv=2&biw=1366&bih=662&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjZxL_X96bSAhXFORoKHbk4CjsQ_AUIBigB#imgrc=ChOhZrSh36TBcM:] https://www.google.pt/search?q=prermutador+de+calor+shell+and+tube&espv=2&biw=1366&bih=662&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjZxL_X96bSAhXFORoKHbk4CjsQ_AUIBigB#imgrc=ChOhZrSh36TBcM<br />
<br />
[https://www.google.pt/search?q=chicanas&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwi36_eU7KbSAhWBkhQKHcBeBgYQ_AUICCgB&biw=1366&bih=662#tbm=isch&q=baffles+heat+exchanger&imgrc=nNgFZ6oAc_lBRM:]https://www.google.pt/search?q=chicanas&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwi36_eU7KbSAhWBkhQKHcBeBgYQ_AUICCgB&biw=1366&bih=662#tbm=isch&q=baffles+heat+exchanger&imgrc=nNgFZ6oAc_lBRM:<br />
<br />
http://www.flucal.pt/pt/area/permutadores-de-calor/<br />
<br />
[4] Carvalho Graça, aulas de Fenómenos de Transferência II, Capítulo 9: Variação de temperatura no espaço e no tempo (2011/2012).<br />
<br />
[5] Çengel, Y.; A. Ghajar, A. Heat and Mass Transfer: Fundamentals and Applications. McGraw-Hill Inc., N.Y. , 2010.<br />
<br />
[[Categoria:Engenharia Química]]</div>CarolinaSilvahttps://wiki.eq.uc.pt/mediawiki/index.php?title=Permutadores_de_carca%C3%A7a_e_tubos&diff=343Permutadores de carcaça e tubos2017-04-27T17:56:45Z<p>CarolinaSilva: </p>
<hr />
<div>Realizado por Carolina Silva e Margarida Fernandes. Integração e Intensificação de Processos, Mestrado Integrado em Engenharia Química, 2016/2017<br />
<br />
== '''O que são e para que servem?''' ==<br />
[[Ficheiro:P1.png|[https://www.google.pt/search?q=prermutador+de+calor+shell+and+tube&espv=2&biw=1366&bih=662&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjZxL_X96bSAhXFORoKHbk4CjsQ_AUIBigB#imgrc=ChOhZrSh36TBcM: Exemplo] típico de permutadores de carcaça e [https://www.google.pt/search?q=prermutador+de+calor+shell+and+tube&espv=2&biw=1366&bih=662&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjZxL_X96bSAhXFORoKHbk4CjsQ_AUIBigB#imgrc=ChOhZrSh36TBcM: tubos]|direita|236x236px]]Permutadores de calor são equipamentos usados em inúmeras instalações industriais (sistemas de refrigeração, ar condicionado, produção de energia, processos químicos) com o propósito de aquecer, arrefecer ou condensar uma série de fluidos, no fundo são equipamentos de transferência de calor. Dentro de toda a gama de permutadores, este é o tipo mais usado.<br />
==== '''Constituição do permutador carcaça e tubos''' ====<br />
Um permutador de carcaça e tubos, consiste num feixe de tubos encaixados numa carcaça/invólucro cilíndrica, com separadores que separaram o fluido dos dois lados dos tubos. São utilizadas chicanas ao longo da carcaça, que permitem suportar os tubos e dirigir o fluido contra os tubos, aumentando assim a transferência de calor.<br />
<br />
As chicanas por sua vez são suportadas por varas de suporte e espaçadores.<br />
[[Ficheiro:Chicanas.png|semmoldura|389x389px|Exemplo de configurações de chicanas utilizadas, sistema de chicanas mais [https://www.google.pt/search?q=chicanas&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwi36_eU7KbSAhWBkhQKHcBeBgYQ_AUICCgB&biw=1366&bih=662#tbm=isch&q=baffles+heat+exchanger&imgrc=nNgFZ6oAc_lBRM: tubos]|direita]]<br />
A configuração mais utilizada é a primeira, figura 2, o espaçamento ótimo entre chicanas está normalmente entre 0.3 e 0.5 vezes o diâmetro da carcaça, quanto mais justo for o espaçamento maior a transferência de calor, mas consequentemente maior a perda de carga.<br />
<br />
A fabricação de permutadores segue uma série de normas e códigos, quer para a dimensão dos tubos quer para as do involucro. Ex : TEMA, ASME, API etc…<br />
<br />
No geral são utilizados tubos com diâmetros pequenos, de forma a reduzir o preço do permutador, em contrapartida estes são mais difíceis de limpar, o fluido a circular dentro dos tubos deve ser o mais sujo com tendência a formar incrustações, o mais corrosivo e mais toxico, o que está a maior pressão, aquele com maior temperatura e viscosidade, muitas das vezes estes requisitos entram em conflito!<br />
<br />
Os permutadores de carcaça e tubos podem ter varias configurações<br />
<br />
· Tubos em forma de U<br />
<br />
· Placas de tubos fixas<br />
<br />
· Cabeça flutuante<br />
<br />
==== '''Modo de funcionamento''' ====<br />
https://www.youtube.com/watch?v=IcxKCTRA2qE<br />
<br />
===== '''Fatores que afetam a performance dos permutadores''' =====<br />
[[Ficheiro:Disposição dos tubos no permutador.png|semmoldura|303x303px|Disposição dos tubos no permutador|direita]]'''a) Disposição dos tubos'''<br />
<br />
A disposição dos tubos afeta a velocidade de transferência de calor, a perda de carga e a facilidade de limpeza.<br />
<br />
No primeiro tem-se uma maior facilidade de limpeza, e uma menor perda de pressão<br />
<br />
No segundo arranjo tem-se um maior coeficiente de transferência de calor, mas uma maior diferença de pressão no lado da carcaça, não e recomendável se for necessária limpeza mecânica.<br />
<br />
·'''b)Fouling'''[[Ficheiro:Fouling.png|semmoldura|300x300px|Camada de fouling no permutador|direita]]Fouling é a resistência devido à formação de depósitos de materiais que irão baixar significativamente o desempenho. Logo é necessário ter em conta estes fatores de sujidade/ resistências[[Ficheiro:Fouling (2).png|centro|semmoldura|456x456px|resistências de fouling]]<br />
<br />
====== '''Vantagens / desvantagens:''' ======<br />
-Levada área de superficial num pequeno volume<br />
<br />
-Limpeza difícil, sobretudo na carcaça<br />
<br />
-Funcionamento a alta pressão<br />
<br />
-Pode ser construído com uma elevada gama de materiais <br />
<br />
== '''Utilidades ''' ==<br />
As utilidades utilizadas neste tipo de permutadores são:<br />
<br />
- Água quente<br />
<br />
-Ar quente<br />
<br />
- Água sobreaquecida<br />
<br />
-Vapor saturado<br />
<br />
-Vapor sobreaquecido<br />
<br />
-Solventes orgânicos<br />
<br />
-Óleos leves/pesados<br />
<br />
Na tabela seguinte são apresentadas as utilidades e os respetivos coeficientes globais de transferência de calor, neste tipo de permutadores.<br />
<br />
[[Ficheiro:Capturar45.png|centro|semmoldura|300x300px|Coeficientes globais de transferência de calor]]<br />
<br />
A seleção destas utilidades a utilizar no permutador tem em conta: o tipo de industria em que esta inserido o sistema em causa e os requisitos pretendidos (exemplo: Temperatura, pressão, potência exigidas, estabilidade térmica, capacidade térmica, viscosidade ), exemplos:[[Ficheiro:Utilidades.jpg|semmoldura|594x594px|Tipos de permutadores mais usados na [http://www.flucal.pt/pt/area/permutadores-de-calor/ industria]|direita]]A água e o ar quente são as utilidades normalmente usadas quando pretendemos aquecer algum líquido num permutador, são ambos fluidos com uma elevada estabilidade térmica, e com um baixo custo de operação.<br />
<br />
O vapor a alta pressão é aquele que oferece um maior coeficiente de transferência de calor em contrapartida o ar é o que possui um menor coeficiente<br />
<br />
Já o óleo térmico tem a vantagem de funcionar em baixa pressão, embora com um baixo coeficiente de transferência de calor, e uma variação de viscosidade e densidade com a alteração da temperatura, os custos de operação e o investimento são elevados.<br />
== '''Custos de investimento''' ==<br />
[[Ficheiro:Hhhh.png|centro|semmoldura|435x435px|Variação do custo por unidade de área]]<br />
<br />
Tendo em conta que 1 ft<sup>2</sup> = 0.929 m, e que hoje em dia um dólar é aproximadamente 0.944 euros.<br />
<br />
É possível observar que o custo de um permutador segue uma escala logarítmica em função da sua área de superfície. Aumentando significativamente a partir de 1000 ft<sup>2</sup>.<br />
<br />
== Referências ==<br />
[https://www.google.pt/search?q=prermutador+de+calor+shell+and+tube&espv=2&biw=1366&bih=662&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjZxL_X96bSAhXFORoKHbk4CjsQ_AUIBigB#imgrc=ChOhZrSh36TBcM:] https://www.google.pt/search?q=prermutador+de+calor+shell+and+tube&espv=2&biw=1366&bih=662&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjZxL_X96bSAhXFORoKHbk4CjsQ_AUIBigB#imgrc=ChOhZrSh36TBcM<br />
<br />
[https://www.google.pt/search?q=chicanas&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwi36_eU7KbSAhWBkhQKHcBeBgYQ_AUICCgB&biw=1366&bih=662#tbm=isch&q=baffles+heat+exchanger&imgrc=nNgFZ6oAc_lBRM:]https://www.google.pt/search?q=chicanas&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwi36_eU7KbSAhWBkhQKHcBeBgYQ_AUICCgB&biw=1366&bih=662#tbm=isch&q=baffles+heat+exchanger&imgrc=nNgFZ6oAc_lBRM:<br />
<br />
http://www.flucal.pt/pt/area/permutadores-de-calor/<br />
<br />
[4] Carvalho Graça, aulas de Fenómenos de Transferência II, Capítulo 9: Variação de temperatura no espaço e no tempo (2011/2012).<br />
<br />
[5] Çengel, Y.; A. Ghajar, A. Heat and Mass Transfer: Fundamentals and Applications. McGraw-Hill Inc., N.Y. , 2010.<br />
<br />
[[Categoria:Engenharia Química]]</div>CarolinaSilvahttps://wiki.eq.uc.pt/mediawiki/index.php?title=Permutadores_de_carca%C3%A7a_e_tubos&diff=341Permutadores de carcaça e tubos2017-04-27T17:53:37Z<p>CarolinaSilva: </p>
<hr />
<div>=== '''O que são e para que servem?''' ===<br />
[[Ficheiro:P1.png|[https://www.google.pt/search?q=prermutador+de+calor+shell+and+tube&espv=2&biw=1366&bih=662&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjZxL_X96bSAhXFORoKHbk4CjsQ_AUIBigB#imgrc=ChOhZrSh36TBcM: Exemplo] típico de permutadores de carcaça e [https://www.google.pt/search?q=prermutador+de+calor+shell+and+tube&espv=2&biw=1366&bih=662&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjZxL_X96bSAhXFORoKHbk4CjsQ_AUIBigB#imgrc=ChOhZrSh36TBcM: tubos]|direita|236x236px]]Permutadores de calor são equipamentos usados em inúmeras instalações industriais (sistemas de refrigeração, ar condicionado, produção de energia, processos químicos) com o propósito de aquecer, arrefecer ou condensar uma série de fluidos, no fundo são equipamentos de transferência de calor. Dentro de toda a gama de permutadores, este é o tipo mais usado.<br />
==== '''Constituição do permutador carcaça e tubos''' ====<br />
Um permutador de carcaça e tubos, consiste num feixe de tubos encaixados numa carcaça/invólucro cilíndrica, com separadores que separaram o fluido dos dois lados dos tubos. São utilizadas chicanas ao longo da carcaça, que permitem suportar os tubos e dirigir o fluido contra os tubos, aumentando assim a transferência de calor.<br />
<br />
As chicanas por sua vez são suportadas por varas de suporte e espaçadores.<br />
[[Ficheiro:Chicanas.png|semmoldura|389x389px|Exemplo de configurações de chicanas utilizadas, sistema de chicanas mais [https://www.google.pt/search?q=chicanas&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwi36_eU7KbSAhWBkhQKHcBeBgYQ_AUICCgB&biw=1366&bih=662#tbm=isch&q=baffles+heat+exchanger&imgrc=nNgFZ6oAc_lBRM: tubos]|direita]]<br />
A configuração mais utilizada é a primeira, figura 2, o espaçamento ótimo entre chicanas está normalmente entre 0.3 e 0.5 vezes o diâmetro da carcaça, quanto mais justo for o espaçamento maior a transferência de calor, mas consequentemente maior a perda de carga.<br />
<br />
A fabricação de permutadores segue uma série de normas e códigos, quer para a dimensão dos tubos quer para as do involucro. Ex : TEMA, ASME, API etc…<br />
<br />
No geral são utilizados tubos com diâmetros pequenos, de forma a reduzir o preço do permutador, em contrapartida estes são mais difíceis de limpar, o fluido a circular dentro dos tubos deve ser o mais sujo com tendência a formar incrustações, o mais corrosivo e mais toxico, o que está a maior pressão, aquele com maior temperatura e viscosidade, muitas das vezes estes requisitos entram em conflito!<br />
<br />
Os permutadores de carcaça e tubos podem ter varias configurações<br />
<br />
· Tubos em forma de U<br />
<br />
· Placas de tubos fixas<br />
<br />
· Cabeça flutuante<br />
<br />
==== '''Modo de funcionamento''' ====<br />
https://www.youtube.com/watch?v=IcxKCTRA2qE<br />
<br />
===== '''Fatores que afetam a performance dos permutadores''' =====<br />
[[Ficheiro:Disposição dos tubos no permutador.png|semmoldura|303x303px|Disposição dos tubos no permutador|direita]]'''a) Disposição dos tubos'''<br />
<br />
A disposição dos tubos afeta a velocidade de transferência de calor, a perda de carga e a facilidade de limpeza.<br />
<br />
No primeiro tem-se uma maior facilidade de limpeza, e uma menor perda de pressão<br />
<br />
No segundo arranjo tem-se um maior coeficiente de transferência de calor, mas uma maior diferença de pressão no lado da carcaça, não e recomendável se for necessária limpeza mecânica.<br />
<br />
· '''b)Fouling'''[[Ficheiro:Fouling.png|semmoldura|300x300px|Camada de fouling no permutador|direita]]Fouling é a resistência devido à formação de depósitos de materiais que irão baixar significativamente o desempenho. Logo é necessário ter em conta estes fatores de sujidade/ resistências[[Ficheiro:Fouling (2).png|centro|semmoldura|456x456px|resistências de fouling]]<br />
<br />
====== '''Vantagens / desvantagens:''' ======<br />
-Levada área de superficial num pequeno volume<br />
<br />
-Limpeza difícil, sobretudo na carcaça<br />
<br />
-Funcionamento a alta pressão<br />
<br />
-Pode ser contruído com uma elevada gama de materiais <br />
<br />
==== '''Utilidades usadas nos permutadores Shell and tube ''' ====<br />
- Água quente<br />
<br />
-Ar quente<br />
<br />
- Água sobreaquecida<br />
<br />
-Vapor saturado<br />
<br />
-Vapor sobreaquecido<br />
<br />
-Solventes orgânicos<br />
<br />
-Óleos leves/pesados<br />
<br />
Na tabela seguinte são apresentadas as utilidades e os respetivos coeficientes globais de transferência de calor, neste tipo de permutadores.<br />
<br />
[[Ficheiro:Capturar45.png|centro|semmoldura|300x300px|Coeficientes globais de transferência de calor]]<br />
<br />
A seleção destas utilidades a utilizar no permutador tem em conta: o tipo de industria em que esta inserido o sistema em causa e os requisitos pretendidos (exemplo: Temperatura, pressão, potência exigidas, estabilidade térmica, capacidade térmica, viscosidade ), exemplos:[[Ficheiro:Utilidades.jpg|semmoldura|594x594px|Tipos de permutadores mais usados na [http://www.flucal.pt/pt/area/permutadores-de-calor/ industria]|direita]]A água e o ar quente são as utilidades normalmente usadas quando pretendemos aquecer algum líquido num permutador, são ambos fluidos com uma elevada estabilidade térmica, e com um baixo custo de operação.<br />
<br />
O vapor a alta pressão é aquele que oferece um maior coeficiente de transferência de calor em contrapartida o ar é o que possui um menor coeficiente<br />
<br />
Já o óleo térmico tem a vantagem de funcionar em baixa pressão, embora com um baixo coeficiente de transferência de calor, e uma variação de viscosidade e densidade com a alteração da temperatura, os custos de operação e o investimento são elevados.<br />
==== '''Custos de investimento''' ====<br />
[[Ficheiro:Hhhh.png|centro|semmoldura|435x435px|Variação do custo por unidade de área]]<br />
<br />
Tendo em conta que 1 ft<sup>2</sup> = 0.929 m, e que hoje em dia um dólar é aproximadamente 0.944 euros.<br />
<br />
É possível observar que o custo de um permutador segue uma escala logarítmica em função da sua área de superfície. Aumentando significativamente a partir de 1000 ft<sup>2</sup>.<br />
<br />
== Referências ==<br />
[https://www.google.pt/search?q=prermutador+de+calor+shell+and+tube&espv=2&biw=1366&bih=662&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjZxL_X96bSAhXFORoKHbk4CjsQ_AUIBigB#imgrc=ChOhZrSh36TBcM:] https://www.google.pt/search?q=prermutador+de+calor+shell+and+tube&espv=2&biw=1366&bih=662&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjZxL_X96bSAhXFORoKHbk4CjsQ_AUIBigB#imgrc=ChOhZrSh36TBcM<br />
<br />
[https://www.google.pt/search?q=chicanas&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwi36_eU7KbSAhWBkhQKHcBeBgYQ_AUICCgB&biw=1366&bih=662#tbm=isch&q=baffles+heat+exchanger&imgrc=nNgFZ6oAc_lBRM:]https://www.google.pt/search?q=chicanas&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwi36_eU7KbSAhWBkhQKHcBeBgYQ_AUICCgB&biw=1366&bih=662#tbm=isch&q=baffles+heat+exchanger&imgrc=nNgFZ6oAc_lBRM:<br />
<br />
http://www.flucal.pt/pt/area/permutadores-de-calor/<br />
<br />
[4] Carvalho Graça, aulas de Fenómenos de Transferência II, Capítulo 9: Variação de temperatura no espaço e no tempo (2011/2012).<br />
<br />
[5] Çengel, Y.; A. Ghajar, A. Heat and Mass Transfer: Fundamentals and Applications. McGraw-Hill Inc., N.Y. , 2010.<br />
<br />
[[Categoria:Engenharia Química]]</div>CarolinaSilvahttps://wiki.eq.uc.pt/mediawiki/index.php?title=Permutadores_de_carca%C3%A7a_e_tubos&diff=340Permutadores de carcaça e tubos2017-04-27T17:53:18Z<p>CarolinaSilva: </p>
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<div>=== '''O que são e para que servem?''' ===<br />
[[Ficheiro:P1.png|[https://www.google.pt/search?q=prermutador+de+calor+shell+and+tube&espv=2&biw=1366&bih=662&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjZxL_X96bSAhXFORoKHbk4CjsQ_AUIBigB#imgrc=ChOhZrSh36TBcM: Exemplo] típico de permutadores de carcaça e [https://www.google.pt/search?q=prermutador+de+calor+shell+and+tube&espv=2&biw=1366&bih=662&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjZxL_X96bSAhXFORoKHbk4CjsQ_AUIBigB#imgrc=ChOhZrSh36TBcM: tubos]|direita|236x236px]]Permutadores de calor são equipamentos usados em inúmeras instalações industriais (sistemas de refrigeração, ar condicionado, produção de energia, processos químicos) com o propósito de aquecer, arrefecer ou condensar uma série de fluidos, no fundo são equipamentos de transferência de calor. Dentro de toda a gama de permutadores, este é o tipo mais usado.<br />
==== '''Constituição do permutador carcaça e tubos''' ====<br />
Um permutador de carcaça e tubos, consiste num feixe de tubos encaixados numa carcaça/invólucro cilíndrica, com separadores que separaram o fluido dos dois lados dos tubos. São utilizadas chicanas ao longo da carcaça, que permitem suportar os tubos e dirigir o fluido contra os tubos, aumentando assim a transferência de calor.<br />
<br />
As chicanas por sua vez são suportadas por varas de suporte e espaçadores.<br />
[[Ficheiro:Chicanas.png|semmoldura|389x389px|Exemplo de configurações de chicanas utilizadas, sistema de chicanas mais [https://www.google.pt/search?q=chicanas&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwi36_eU7KbSAhWBkhQKHcBeBgYQ_AUICCgB&biw=1366&bih=662#tbm=isch&q=baffles+heat+exchanger&imgrc=nNgFZ6oAc_lBRM: tubos]|direita]]<br />
A configuração mais utilizada é a primeira, figura 2, o espaçamento ótimo entre chicanas está normalmente entre 0.3 e 0.5 vezes o diâmetro da carcaça, quanto mais justo for o espaçamento maior a transferência de calor, mas consequentemente maior a perda de carga.<br />
<br />
A fabricação de permutadores segue uma série de normas e códigos, quer para a dimensão dos tubos quer para as do involucro. Ex : TEMA, ASME, API etc…<br />
<br />
No geral são utilizados tubos com diâmetros pequenos, de forma a reduzir o preço do permutador, em contrapartida estes são mais difíceis de limpar, o fluido a circular dentro dos tubos deve ser o mais sujo com tendência a formar incrustações, o mais corrosivo e mais toxico, o que está a maior pressão, aquele com maior temperatura e viscosidade, muitas das vezes estes requisitos entram em conflito!<br />
<br />
Os permutadores de carcaça e tubos podem ter varias configurações<br />
<br />
· Tubos em forma de U<br />
<br />
· Placas de tubos fixas<br />
<br />
· Cabeça flutuante<br />
<br />
==== '''Modo de funcionamento''' ====<br />
https://www.youtube.com/watch?v=IcxKCTRA2qE<br />
<br />
===== '''Fatores que afetam a performance dos permutadores''' =====<br />
[[Ficheiro:Disposição dos tubos no permutador.png|semmoldura|303x303px|Disposição dos tubos no permutador|direita]]'''a) Disposição dos tubos'''<br />
<br />
A disposição dos tubos afeta a velocidade de transferência de calor, a perda de carga e a facilidade de limpeza.<br />
<br />
No primeiro tem-se uma maior facilidade de limpeza, e uma menor perda de pressão<br />
<br />
No segundo arranjo tem-se um maior coeficiente de transferência de calor, mas uma maior diferença de pressão no lado da carcaça, não e recomendável se for necessária limpeza mecânica.<br />
<br />
· '''b)Fouling'''[[Ficheiro:Fouling.png|semmoldura|300x300px|Camada de fouling no permutador|direita]]Fouling é a resistência devido à formação de depósitos de materiais que irão baixar significativamente o desempenho. Logo é necessário ter em conta estes fatores de sujidade/ resistências[[Ficheiro:Fouling (2).png|centro|semmoldura|456x456px|resistências de fouling]]<br />
<br />
====== '''Vantagens / desvantagens:''' ======<br />
-Levada área de superficial num pequeno volume<br />
<br />
-Limpeza difícil, sobretudo na carcaça<br />
<br />
-Funcionamento a alta pressão<br />
<br />
-Pode ser contruído com uma elevada gama de materiais <br />
<br />
==== '''Utilidades usadas nos permutadores Shell and tube :''' ====<br />
- Água quente<br />
<br />
-Ar quente<br />
<br />
- Água sobreaquecida<br />
<br />
-Vapor saturado<br />
<br />
-Vapor sobreaquecido<br />
<br />
-Solventes orgânicos<br />
<br />
-Óleos leves/pesados<br />
<br />
Na tabela seguinte são apresentadas as utilidades e os respetivos coeficientes globais de transferência de calor, neste tipo de permutadores.<br />
<br />
[[Ficheiro:Capturar45.png|centro|semmoldura|300x300px|Coeficientes globais de transferência de calor]]<br />
<br />
A seleção destas utilidades a utilizar no permutador tem em conta: o tipo de industria em que esta inserido o sistema em causa e os requisitos pretendidos (exemplo: Temperatura, pressão, potência exigidas, estabilidade térmica, capacidade térmica, viscosidade ), exemplos:[[Ficheiro:Utilidades.jpg|semmoldura|594x594px|Tipos de permutadores mais usados na [http://www.flucal.pt/pt/area/permutadores-de-calor/ industria]|direita]]A água e o ar quente são as utilidades normalmente usadas quando pretendemos aquecer algum líquido num permutador, são ambos fluidos com uma elevada estabilidade térmica, e com um baixo custo de operação.<br />
<br />
O vapor a alta pressão é aquele que oferece um maior coeficiente de transferência de calor em contrapartida o ar é o que possui um menor coeficiente<br />
<br />
Já o óleo térmico tem a vantagem de funcionar em baixa pressão, embora com um baixo coeficiente de transferência de calor, e uma variação de viscosidade e densidade com a alteração da temperatura, os custos de operação e o investimento são elevados.<br />
==== '''Custos de investimento''' ====<br />
[[Ficheiro:Hhhh.png|centro|semmoldura|435x435px|Variação do custo por unidade de área]]<br />
<br />
Tendo em conta que 1 ft<sup>2</sup> = 0.929 m, e que hoje em dia um dólar é aproximadamente 0.944 euros.<br />
<br />
É possível observar que o custo de um permutador segue uma escala logarítmica em função da sua área de superfície. Aumentando significativamente a partir de 1000 ft<sup>2</sup>.<br />
<br />
== Referências ==<br />
[https://www.google.pt/search?q=prermutador+de+calor+shell+and+tube&espv=2&biw=1366&bih=662&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjZxL_X96bSAhXFORoKHbk4CjsQ_AUIBigB#imgrc=ChOhZrSh36TBcM:] https://www.google.pt/search?q=prermutador+de+calor+shell+and+tube&espv=2&biw=1366&bih=662&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjZxL_X96bSAhXFORoKHbk4CjsQ_AUIBigB#imgrc=ChOhZrSh36TBcM<br />
<br />
[https://www.google.pt/search?q=chicanas&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwi36_eU7KbSAhWBkhQKHcBeBgYQ_AUICCgB&biw=1366&bih=662#tbm=isch&q=baffles+heat+exchanger&imgrc=nNgFZ6oAc_lBRM:]https://www.google.pt/search?q=chicanas&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwi36_eU7KbSAhWBkhQKHcBeBgYQ_AUICCgB&biw=1366&bih=662#tbm=isch&q=baffles+heat+exchanger&imgrc=nNgFZ6oAc_lBRM:<br />
<br />
http://www.flucal.pt/pt/area/permutadores-de-calor/<br />
<br />
[4] Carvalho Graça, aulas de Fenómenos de Transferência II, Capítulo 9: Variação de temperatura no espaço e no tempo (2011/2012).<br />
<br />
[5] Çengel, Y.; A. Ghajar, A. Heat and Mass Transfer: Fundamentals and Applications. McGraw-Hill Inc., N.Y. , 2010.<br />
<br />
[[Categoria:Engenharia Química]]</div>CarolinaSilvahttps://wiki.eq.uc.pt/mediawiki/index.php?title=Permutadores_de_carca%C3%A7a_e_tubos&diff=339Permutadores de carcaça e tubos2017-04-27T17:52:19Z<p>CarolinaSilva: </p>
<hr />
<div>=== '''O que são e para que servem?''' ===<br />
[[Ficheiro:P1.png|[https://www.google.pt/search?q=prermutador+de+calor+shell+and+tube&espv=2&biw=1366&bih=662&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjZxL_X96bSAhXFORoKHbk4CjsQ_AUIBigB#imgrc=ChOhZrSh36TBcM: Exemplo] típico de permutadores de carcaça e [https://www.google.pt/search?q=prermutador+de+calor+shell+and+tube&espv=2&biw=1366&bih=662&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjZxL_X96bSAhXFORoKHbk4CjsQ_AUIBigB#imgrc=ChOhZrSh36TBcM: tubos]|direita|236x236px]]Permutadores de calor são equipamentos usados em inúmeras instalações industriais (sistemas de refrigeração, ar condicionado, produção de energia, processos químicos) com o propósito de aquecer, arrefecer ou condensar uma série de fluidos, no fundo são equipamentos de transferência de calor. Dentro de toda a gama de permutadores, este é o tipo mais usado.<br />
==== '''Constituição do permutador carcaça e tubos''' ====<br />
Um permutador de carcaça e tubos, consiste num feixe de tubos encaixados numa carcaça/invólucro cilíndrica, com separadores que separaram o fluido dos dois lados dos tubos. São utilizadas chicanas ao longo da carcaça, que permitem suportar os tubos e dirigir o fluido contra os tubos, aumentando assim a transferência de calor.<br />
<br />
As chicanas por sua vez são suportadas por varas de suporte e espaçadores.<br />
[[Ficheiro:Chicanas.png|semmoldura|389x389px|Exemplo de configurações de chicanas utilizadas, sistema de chicanas mais [https://www.google.pt/search?q=chicanas&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwi36_eU7KbSAhWBkhQKHcBeBgYQ_AUICCgB&biw=1366&bih=662#tbm=isch&q=baffles+heat+exchanger&imgrc=nNgFZ6oAc_lBRM: tubos]|direita]]<br />
A configuração mais utilizada é a primeira, figura 2, o espaçamento ótimo entre chicanas está normalmente entre 0.3 e 0.5 vezes o diâmetro da carcaça, quanto mais justo for o espaçamento maior a transferência de calor, mas consequentemente maior a perda de carga.<br />
<br />
A fabricação de permutadores segue uma série de normas e códigos, quer para a dimensão dos tubos quer para as do involucro. Ex : TEMA, ASME, API etc…<br />
<br />
No geral são utilizados tubos com diâmetros pequenos, de forma a reduzir o preço do permutador, em contrapartida estes são mais difíceis de limpar, o fluido a circular dentro dos tubos deve ser o mais sujo com tendência a formar incrustações, o mais corrosivo e mais toxico, o que está a maior pressão, aquele com maior temperatura e viscosidade, muitas das vezes estes requisitos entram em conflito!<br />
<br />
Os permutadores de carcaça e tubos podem ter varias configurações<br />
<br />
· Tubos em forma de U<br />
<br />
· Placas de tubos fixas<br />
<br />
· Cabeça flutuante<br />
<br />
==== '''Modo de funcionamento''' ====<br />
https://www.youtube.com/watch?v=IcxKCTRA2qE<br />
<br />
====== '''Fatores que afetam a performance dos permutadores''' ======<br />
[[Ficheiro:Disposição dos tubos no permutador.png|semmoldura|303x303px|Disposição dos tubos no permutador|direita]]'''a) Disposição dos tubos'''<br />
<br />
A disposição dos tubos afeta a velocidade de transferência de calor, a perda de carga e a facilidade de limpeza.<br />
<br />
No primeiro tem-se uma maior facilidade de limpeza, e uma menor perda de pressão<br />
<br />
No segundo arranjo tem-se um maior coeficiente de transferência de calor, mas uma maior diferença de pressão no lado da carcaça, não e recomendável se for necessária limpeza mecânica.<br />
<br />
· '''b)Fouling'''[[Ficheiro:Fouling.png|semmoldura|300x300px|Camada de fouling no permutador|direita]]Fouling é a resistência devido à formação de depósitos de materiais que irão baixar significativamente o desempenho. Logo é necessário ter em conta estes fatores de sujidade/ resistências[[Ficheiro:Fouling (2).png|centro|semmoldura|456x456px|resistências de fouling]]<br />
<br />
====== '''Vantagens / desvantagens:''' ======<br />
-Levada área de superficial num pequeno volume<br />
<br />
-Limpeza difícil, sobretudo na carcaça<br />
<br />
-Funcionamento a alta pressão<br />
<br />
-Pode ser contruído com uma elevada gama de materiais <br />
<br />
====== '''Exemplo de utilidades usadas nos permutadores Shell and tube :''' ======<br />
- Água quente<br />
<br />
-Ar quente<br />
<br />
- Água sobreaquecida<br />
<br />
-Vapor saturado<br />
<br />
-Vapor sobreaquecido<br />
<br />
-Solventes orgânicos<br />
<br />
-Óleos leves/pesados<br />
<br />
Na tabela seguinte são apresentadas as utilidades e os respetivos coeficientes globais de transferência de calor, neste tipo de permutadores.<br />
<br />
[[Ficheiro:Capturar45.png|centro|semmoldura|300x300px|Coeficientes globais de transferência de calor]]<br />
<br />
A seleção destas utilidades a utilizar no permutador tem em conta: o tipo de industria em que esta inserido o sistema em causa e os requisitos pretendidos (exemplo: Temperatura, pressão, potência exigidas, estabilidade térmica, capacidade térmica, viscosidade ), exemplos:[[Ficheiro:Utilidades.jpg|semmoldura|594x594px|Tipos de permutadores mais usados na [http://www.flucal.pt/pt/area/permutadores-de-calor/ industria]|direita]]A água e o ar quente são as utilidades normalmente usadas quando pretendemos aquecer algum líquido num permutador, são ambos fluidos com uma elevada estabilidade térmica, e com um baixo custo de operação.<br />
<br />
O vapor a alta pressão é aquele que oferece um maior coeficiente de transferência de calor em contrapartida o ar é o que possui um menor coeficiente<br />
<br />
Já o óleo térmico tem a vantagem de funcionar em baixa pressão, embora com um baixo coeficiente de transferência de calor, e uma variação de viscosidade e densidade com a alteração da temperatura, os custos de operação e o investimento são elevados.<br />
====== '''Custos de investimento''' ======<br />
[[Ficheiro:Hhhh.png|centro|semmoldura|435x435px|Variação do custo por unidade de área]]<br />
<br />
Tendo em conta que 1 ft<sup>2</sup> = 0.929 m, e que hoje em dia um dólar é aproximadamente 0.944 euros.<br />
<br />
É possível observar que o custo de um permutador segue uma escala logarítmica em função da sua área de superfície. Aumentando significativamente a partir de 1000 ft<sup>2</sup>.<br />
<br />
== Referências ==<br />
[https://www.google.pt/search?q=prermutador+de+calor+shell+and+tube&espv=2&biw=1366&bih=662&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjZxL_X96bSAhXFORoKHbk4CjsQ_AUIBigB#imgrc=ChOhZrSh36TBcM:] https://www.google.pt/search?q=prermutador+de+calor+shell+and+tube&espv=2&biw=1366&bih=662&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjZxL_X96bSAhXFORoKHbk4CjsQ_AUIBigB#imgrc=ChOhZrSh36TBcM<br />
<br />
[https://www.google.pt/search?q=chicanas&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwi36_eU7KbSAhWBkhQKHcBeBgYQ_AUICCgB&biw=1366&bih=662#tbm=isch&q=baffles+heat+exchanger&imgrc=nNgFZ6oAc_lBRM:]https://www.google.pt/search?q=chicanas&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwi36_eU7KbSAhWBkhQKHcBeBgYQ_AUICCgB&biw=1366&bih=662#tbm=isch&q=baffles+heat+exchanger&imgrc=nNgFZ6oAc_lBRM:<br />
<br />
http://www.flucal.pt/pt/area/permutadores-de-calor/<br />
<br />
[4] Carvalho Graça, aulas de Fenómenos de Transferência II, Capítulo 9: Variação de temperatura no espaço e no tempo (2011/2012).<br />
<br />
[5] Çengel, Y.; A. Ghajar, A. Heat and Mass Transfer: Fundamentals and Applications. McGraw-Hill Inc., N.Y. , 2010.<br />
<br />
[[Categoria:Engenharia Química]]</div>CarolinaSilvahttps://wiki.eq.uc.pt/mediawiki/index.php?title=Permutadores_de_carca%C3%A7a_e_tubos&diff=338Permutadores de carcaça e tubos2017-04-27T17:39:46Z<p>CarolinaSilva: </p>
<hr />
<div>=== '''O que são e para que servem?''' ===<br />
Permutadores de calor são equipamentos usados em inúmeras instalações industriais (sistemas de refrigeração, ar condicionado, produção de energia, processos químicos) com o propósito de aquecer, arrefecer ou condensar uma série de fluidos, no fundo são equipamentos de transferência de calor. Dentro de toda a gama de permutadores, este é o tipo mais usado.<br />
[[Ficheiro:P1.png|centro|semmoldura|Exemplo típico de permutadores de carcaça e [https://www.google.pt/search?q=prermutador+de+calor+shell+and+tube&espv=2&biw=1366&bih=662&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjZxL_X96bSAhXFORoKHbk4CjsQ_AUIBigB#imgrc=ChOhZrSh36TBcM: tubos]]]<br />
<br />
==== '''Constituição do permutador carcaça e tubos''' ====<br />
Um permutador de carcaça e tubos, consiste num feixe de tubos encaixados numa carcaça/invólucro cilíndrica, com separadores que separaram o fluido dos dois lados dos tubos. São utilizadas chicanas ao longo da carcaça, que permitem suportar os tubos e dirigir o fluido contra os tubos, aumentando assim a transferência de calor. As chicanas por sua vez são suportadas por varas de suporte e espaçadores.<br />
[[Ficheiro:Chicanas.png|centro|semmoldura|355x355px|Exemplo de configurações de chicanas utilizadas, sistema de chicanas mais [https://www.google.pt/search?q=chicanas&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwi36_eU7KbSAhWBkhQKHcBeBgYQ_AUICCgB&biw=1366&bih=662#tbm=isch&q=baffles+heat+exchanger&imgrc=nNgFZ6oAc_lBRM: tubos]]]<br />
A configuração mais utilizada é a primeira, figura 2, o espaçamento ótimo entre chicanas está normalmente entre 0.3 e 0.5 vezes o diâmetro da carcaça, quanto mais justo for o espaçamento maior a transferência de calor, mas consequentemente maior a perda de carga.<br />
<br />
A fabricação de permutadores segue uma série de normas e códigos, quer para a dimensão dos tubos quer para as do involucro. Ex : TEMA, ASME, API etc…<br />
<br />
No geral são utilizados tubos com diâmetros pequenos, de forma a reduzir o preço do permutador, em contrapartida estes são mais difíceis de limpar, o fluido a circular dentro dos tubos deve ser o mais sujo com tendência a formar incrustações, o mais corrosivo e mais toxico, o que está a maior pressão, aquele com maior temperatura e viscosidade, muitas das vezes estes requisitos entram em conflito!<br />
<br />
Os permutadores de carcaça e tubos podem ter varias configurações<br />
<br />
· Tubos em forma de U<br />
<br />
· Placas de tubos fixas<br />
<br />
· Cabeça flutuante<br />
<br />
===== '''Modo de funcionamento''' =====<br />
https://www.youtube.com/watch?v=IcxKCTRA2qE<br />
<br />
====== '''Fatores que afetam a performance dos permutadores''' ======<br />
'''a) Disposição dos tubos'''<br />
<br />
A disposição dos tubos afeta a velocidade de transferência de calor, a perda de carga e a facilidade de limpeza.<br />
<br />
[[Ficheiro:Disposição dos tubos no permutador.png|centro|semmoldura|300x300px|Disposição dos tubos no permutador]]<br />
<br />
No primeiro tem-se uma maior facilidade de limpeza, e uma menor perda de pressão<br />
<br />
No segundo arranjo tem-se um maior coeficiente de transferência de calor, mas uma maior diferença de pressão no lado da carcaça, não e recomendável se for necessária limpeza mecânica.<br />
<br />
· '''b)Fouling''' <br />
<br />
Fouling é a resistência devido à formação de depósitos de materiais que irão baixar significativamente o desempenho. Logo é necessário ter em conta estes fatores de sujidade/ resistências<br />
<br />
[[Ficheiro:Fouling.png|centro|semmoldura|300x300px|Camada de fouling no permutador]]<br />
[[Ficheiro:Fouling (2).png|centro|semmoldura|391x391px|resistências de fouling]]<br />
<br />
====== '''Vantagens / desvantagens:''' ======<br />
-Levada área de superficial num pequeno volume<br />
<br />
-Limpeza difícil, sobretudo na carcaça<br />
<br />
-Funcionamento a alta pressão<br />
<br />
-Pode ser contruído com uma elevada gama de materiais <br />
<br />
====== '''Exemplo de utilidades usadas nos permutadores Shell and tube :''' ======<br />
- Água quente<br />
<br />
-Ar quente<br />
<br />
- Água sobreaquecida<br />
<br />
-Vapor saturado<br />
<br />
-Vapor sobreaquecido<br />
<br />
-Solventes orgânicos<br />
<br />
-Óleos leves/pesados<br />
<br />
Na tabela seguinte são apresentadas as utilidades e os respetivos coeficientes globais de transferência de calor, neste tipo de permutadores.<br />
<br />
[[Ficheiro:Capturar45.png|centro|semmoldura|300x300px|Coeficientes globais de transferência de calor]]<br />
<br />
A seleção destas utilidades a utilizar no permutador tem em conta: o tipo de industria em que esta inserido o sistema em causa e os requisitos pretendidos (exemplo: Temperatura, pressão, potência exigidas, estabilidade térmica, capacidade térmica, viscosidade ), exemplos:<br />
<br />
A água e o ar quente são as utilidades normalmente usadas quando pretendemos aquecer algum líquido num permutador, são ambos fluidos com uma elevada estabilidade térmica, e com um baixo custo de operação.<br />
<br />
O vapor a alta pressão é aquele que oferece um maior coeficiente de transferência de calor em contrapartida o ar é o que possui um menor coeficiente<br />
<br />
Já o óleo térmico tem a vantagem de funcionar em baixa pressão, embora com um baixo coeficiente de transferência de calor, e uma variação de viscosidade e densidade com a alteração da temperatura, os custos de operação e o investimento são elevados.<br />
[[Ficheiro:Utilidades.jpg|centro|semmoldura|594x594px|Tipos de permutadores mais usados na [http://www.flucal.pt/pt/area/permutadores-de-calor/ industria]]] <br />
<br />
====== '''Custos de investimento''' ======<br />
[[Ficheiro:Hhhh.png|centro|semmoldura|435x435px|Variação do custo por unidade de área]]<br />
<br />
Tendo em conta que 1 ft<sup>2</sup> = 0.929 m, e que hoje em dia um dólar é aproximadamente 0.944 euros.<br />
<br />
É possível observar que o custo de um permutador segue uma escala logarítmica em função da sua área de superfície. Aumentando significativamente a partir de 1000 ft<sup>2</sup>.<br />
<br />
[[Categoria:Engenharia Química]]</div>CarolinaSilvahttps://wiki.eq.uc.pt/mediawiki/index.php?title=Permutadores_de_carca%C3%A7a_e_tubos&diff=337Permutadores de carcaça e tubos2017-04-27T17:37:57Z<p>CarolinaSilva: /* Custos de investimento */</p>
<hr />
<div>'''ue são e para que servem?''' <br />
<br />
Permutadores de calor são equipamentos usados em inúmeras instalações industriais (sistemas de refrigeração, ar condicionado, produção de energia, processos químicos) com o propósito de aquecer, arrefecer ou condensar uma série de fluidos, no fundo são equipamentos de transferência de calor. Dentro de toda a gama de permutadores, este é o tipo mais usado.<br />
[[Ficheiro:P1.png|centro|semmoldura|Exemplo típico de permutadores de carcaça e [https://www.google.pt/search?q=prermutador+de+calor+shell+and+tube&espv=2&biw=1366&bih=662&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjZxL_X96bSAhXFORoKHbk4CjsQ_AUIBigB#imgrc=ChOhZrSh36TBcM: tubos]]]<br />
<br />
==== '''Constituição do permutador carcaça e tubos''' ====<br />
Um permutador de carcaça e tubos, consiste num feixe de tubos encaixados numa carcaça/invólucro cilíndrica, com separadores que separaram o fluido dos dois lados dos tubos. São utilizadas chicanas ao longo da carcaça, que permitem suportar os tubos e dirigir o fluido contra os tubos, aumentando assim a transferência de calor. As chicanas por sua vez são suportadas por varas de suporte e espaçadores.<br />
[[Ficheiro:Chicanas.png|centro|semmoldura|355x355px|Exemplo de configurações de chicanas utilizadas, sistema de chicanas mais [https://www.google.pt/search?q=chicanas&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwi36_eU7KbSAhWBkhQKHcBeBgYQ_AUICCgB&biw=1366&bih=662#tbm=isch&q=baffles+heat+exchanger&imgrc=nNgFZ6oAc_lBRM: tubos]]]<br />
A configuração mais utilizada é a primeira, figura 2, o espaçamento ótimo entre chicanas está normalmente entre 0.3 e 0.5 vezes o diâmetro da carcaça, quanto mais justo for o espaçamento maior a transferência de calor, mas consequentemente maior a perda de carga.<br />
<br />
A fabricação de permutadores segue uma série de normas e códigos, quer para a dimensão dos tubos quer para as do involucro. Ex : TEMA, ASME, API etc…<br />
<br />
No geral são utilizados tubos com diâmetros pequenos, de forma a reduzir o preço do permutador, em contrapartida estes são mais difíceis de limpar, o fluido a circular dentro dos tubos deve ser o mais sujo com tendência a formar incrustações, o mais corrosivo e mais toxico, o que está a maior pressão, aquele com maior temperatura e viscosidade, muitas das vezes estes requisitos entram em conflito!<br />
<br />
Os permutadores de carcaça e tubos podem ter varias configurações<br />
<br />
· Tubos em forma de U<br />
<br />
· Placas de tubos fixas<br />
<br />
· Cabeça flutuante<br />
<br />
===== '''Modo de funcionamento''' =====<br />
https://www.youtube.com/watch?v=IcxKCTRA2qE<br />
<br />
====== '''Fatores que afetam a performance dos permutadores''' ======<br />
'''a) Disposição dos tubos'''<br />
<br />
A disposição dos tubos afeta a velocidade de transferência de calor, a perda de carga e a facilidade de limpeza.<br />
<br />
[[Ficheiro:Disposição dos tubos no permutador.png|centro|semmoldura|300x300px|Disposição dos tubos no permutador]]<br />
<br />
No primeiro tem-se uma maior facilidade de limpeza, e uma menor perda de pressão<br />
<br />
No segundo arranjo tem-se um maior coeficiente de transferência de calor, mas uma maior diferença de pressão no lado da carcaça, não e recomendável se for necessária limpeza mecânica.<br />
<br />
· '''b)Fouling''' <br />
<br />
Fouling é a resistência devido à formação de depósitos de materiais que irão baixar significativamente o desempenho. Logo é necessário ter em conta estes fatores de sujidade/ resistências<br />
<br />
[[Ficheiro:Fouling.png|centro|semmoldura|300x300px|Camada de fouling no permutador]]<br />
[[Ficheiro:Fouling (2).png|centro|semmoldura|391x391px|resistências de fouling]]<br />
<br />
====== '''Vantagens / desvantagens:''' ======<br />
-Levada área de superficial num pequeno volume<br />
<br />
-Limpeza difícil, sobretudo na carcaça<br />
<br />
-Funcionamento a alta pressão<br />
<br />
-Pode ser contruído com uma elevada gama de materiais <br />
<br />
====== '''Exemplo de utilidades usadas nos permutadores Shell and tube :''' ======<br />
- Água quente<br />
<br />
-Ar quente<br />
<br />
- Água sobreaquecida<br />
<br />
-Vapor saturado<br />
<br />
-Vapor sobreaquecido<br />
<br />
-Solventes orgânicos<br />
<br />
-Óleos leves/pesados<br />
<br />
Na tabela seguinte são apresentadas as utilidades e os respetivos coeficientes globais de transferência de calor, neste tipo de permutadores.<br />
<br />
[[Ficheiro:Capturar45.png|centro|semmoldura|300x300px|Coeficientes globais de transferência de calor]]<br />
<br />
A seleção destas utilidades a utilizar no permutador tem em conta: o tipo de industria em que esta inserido o sistema em causa e os requisitos pretendidos (exemplo: Temperatura, pressão, potência exigidas, estabilidade térmica, capacidade térmica, viscosidade ), exemplos:<br />
<br />
A água e o ar quente são as utilidades normalmente usadas quando pretendemos aquecer algum líquido num permutador, são ambos fluidos com uma elevada estabilidade térmica, e com um baixo custo de operação.<br />
<br />
O vapor a alta pressão é aquele que oferece um maior coeficiente de transferência de calor em contrapartida o ar é o que possui um menor coeficiente<br />
<br />
Já o óleo térmico tem a vantagem de funcionar em baixa pressão, embora com um baixo coeficiente de transferência de calor, e uma variação de viscosidade e densidade com a alteração da temperatura, os custos de operação e o investimento são elevados.<br />
[[Ficheiro:Utilidades.jpg|centro|semmoldura|594x594px|Tipos de permutadores mais usados na [http://www.flucal.pt/pt/area/permutadores-de-calor/ industria]]] <br />
<br />
====== '''Custos de investimento''' ======<br />
[[Ficheiro:Hhhh.png|centro|semmoldura|435x435px|Variação do custo por unidade de área]]<br />
<br />
Tendo em conta que 1 ft<sup>2</sup> = 0.929 m, e que hoje em dia um dólar é aproximadamente 0.944 euros.<br />
<br />
É possível observar que o custo de um permutador segue uma escala logarítmica em função da sua área de superfície. Aumentando significativamente a partir de 1000 ft<sup>2</sup>.<br />
<br />
[[Categoria:Engenharia Química]]</div>CarolinaSilvahttps://wiki.eq.uc.pt/mediawiki/index.php?title=Ficheiro:Hhhh.png&diff=336Ficheiro:Hhhh.png2017-04-27T17:36:37Z<p>CarolinaSilva: </p>
<hr />
<div>.</div>CarolinaSilvahttps://wiki.eq.uc.pt/mediawiki/index.php?title=Permutadores_de_carca%C3%A7a_e_tubos&diff=335Permutadores de carcaça e tubos2017-04-27T17:32:10Z<p>CarolinaSilva: /* Fatores que afetam a performance dos permutadores */</p>
<hr />
<div>'''ue são e para que servem?''' <br />
<br />
Permutadores de calor são equipamentos usados em inúmeras instalações industriais (sistemas de refrigeração, ar condicionado, produção de energia, processos químicos) com o propósito de aquecer, arrefecer ou condensar uma série de fluidos, no fundo são equipamentos de transferência de calor. Dentro de toda a gama de permutadores, este é o tipo mais usado.<br />
[[Ficheiro:P1.png|centro|semmoldura|Exemplo típico de permutadores de carcaça e [https://www.google.pt/search?q=prermutador+de+calor+shell+and+tube&espv=2&biw=1366&bih=662&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjZxL_X96bSAhXFORoKHbk4CjsQ_AUIBigB#imgrc=ChOhZrSh36TBcM: tubos]]]<br />
<br />
==== '''Constituição do permutador carcaça e tubos''' ====<br />
Um permutador de carcaça e tubos, consiste num feixe de tubos encaixados numa carcaça/invólucro cilíndrica, com separadores que separaram o fluido dos dois lados dos tubos. São utilizadas chicanas ao longo da carcaça, que permitem suportar os tubos e dirigir o fluido contra os tubos, aumentando assim a transferência de calor. As chicanas por sua vez são suportadas por varas de suporte e espaçadores.<br />
[[Ficheiro:Chicanas.png|centro|semmoldura|355x355px|Exemplo de configurações de chicanas utilizadas, sistema de chicanas mais [https://www.google.pt/search?q=chicanas&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwi36_eU7KbSAhWBkhQKHcBeBgYQ_AUICCgB&biw=1366&bih=662#tbm=isch&q=baffles+heat+exchanger&imgrc=nNgFZ6oAc_lBRM: tubos]]]<br />
A configuração mais utilizada é a primeira, figura 2, o espaçamento ótimo entre chicanas está normalmente entre 0.3 e 0.5 vezes o diâmetro da carcaça, quanto mais justo for o espaçamento maior a transferência de calor, mas consequentemente maior a perda de carga.<br />
<br />
A fabricação de permutadores segue uma série de normas e códigos, quer para a dimensão dos tubos quer para as do involucro. Ex : TEMA, ASME, API etc…<br />
<br />
No geral são utilizados tubos com diâmetros pequenos, de forma a reduzir o preço do permutador, em contrapartida estes são mais difíceis de limpar, o fluido a circular dentro dos tubos deve ser o mais sujo com tendência a formar incrustações, o mais corrosivo e mais toxico, o que está a maior pressão, aquele com maior temperatura e viscosidade, muitas das vezes estes requisitos entram em conflito!<br />
<br />
Os permutadores de carcaça e tubos podem ter varias configurações<br />
<br />
· Tubos em forma de U<br />
<br />
· Placas de tubos fixas<br />
<br />
· Cabeça flutuante<br />
<br />
===== '''Modo de funcionamento''' =====<br />
https://www.youtube.com/watch?v=IcxKCTRA2qE<br />
<br />
====== '''Fatores que afetam a performance dos permutadores''' ======<br />
'''a) Disposição dos tubos'''<br />
<br />
A disposição dos tubos afeta a velocidade de transferência de calor, a perda de carga e a facilidade de limpeza.<br />
<br />
[[Ficheiro:Disposição dos tubos no permutador.png|centro|semmoldura|300x300px|Disposição dos tubos no permutador]]<br />
<br />
No primeiro tem-se uma maior facilidade de limpeza, e uma menor perda de pressão<br />
<br />
No segundo arranjo tem-se um maior coeficiente de transferência de calor, mas uma maior diferença de pressão no lado da carcaça, não e recomendável se for necessária limpeza mecânica.<br />
<br />
· '''b)Fouling''' <br />
<br />
Fouling é a resistência devido à formação de depósitos de materiais que irão baixar significativamente o desempenho. Logo é necessário ter em conta estes fatores de sujidade/ resistências<br />
<br />
[[Ficheiro:Fouling.png|centro|semmoldura|300x300px|Camada de fouling no permutador]]<br />
[[Ficheiro:Fouling (2).png|centro|semmoldura|391x391px|resistências de fouling]]<br />
<br />
====== '''Vantagens / desvantagens:''' ======<br />
-Levada área de superficial num pequeno volume<br />
<br />
-Limpeza difícil, sobretudo na carcaça<br />
<br />
-Funcionamento a alta pressão<br />
<br />
-Pode ser contruído com uma elevada gama de materiais <br />
<br />
====== '''Exemplo de utilidades usadas nos permutadores Shell and tube :''' ======<br />
- Água quente<br />
<br />
-Ar quente<br />
<br />
- Água sobreaquecida<br />
<br />
-Vapor saturado<br />
<br />
-Vapor sobreaquecido<br />
<br />
-Solventes orgânicos<br />
<br />
-Óleos leves/pesados<br />
<br />
Na tabela seguinte são apresentadas as utilidades e os respetivos coeficientes globais de transferência de calor, neste tipo de permutadores.<br />
<br />
[[Ficheiro:Capturar45.png|centro|semmoldura|300x300px|Coeficientes globais de transferência de calor]]<br />
<br />
A seleção destas utilidades a utilizar no permutador tem em conta: o tipo de industria em que esta inserido o sistema em causa e os requisitos pretendidos (exemplo: Temperatura, pressão, potência exigidas, estabilidade térmica, capacidade térmica, viscosidade ), exemplos:<br />
<br />
A água e o ar quente são as utilidades normalmente usadas quando pretendemos aquecer algum líquido num permutador, são ambos fluidos com uma elevada estabilidade térmica, e com um baixo custo de operação.<br />
<br />
O vapor a alta pressão é aquele que oferece um maior coeficiente de transferência de calor em contrapartida o ar é o que possui um menor coeficiente<br />
<br />
Já o óleo térmico tem a vantagem de funcionar em baixa pressão, embora com um baixo coeficiente de transferência de calor, e uma variação de viscosidade e densidade com a alteração da temperatura, os custos de operação e o investimento são elevados.<br />
[[Ficheiro:Utilidades.jpg|centro|semmoldura|594x594px|Tipos de permutadores mais usados na [http://www.flucal.pt/pt/area/permutadores-de-calor/ industria]]] <br />
<br />
====== '''Custos de investimento''' ======<br />
<br />
'''O q'''<br />
[[Categoria:Engenharia Química]]</div>CarolinaSilvahttps://wiki.eq.uc.pt/mediawiki/index.php?title=Ficheiro:Capturar96.png&diff=334Ficheiro:Capturar96.png2017-04-27T17:30:32Z<p>CarolinaSilva: </p>
<hr />
<div>.</div>CarolinaSilvahttps://wiki.eq.uc.pt/mediawiki/index.php?title=Ficheiro:Utilidades.jpg&diff=333Ficheiro:Utilidades.jpg2017-04-27T17:28:25Z<p>CarolinaSilva: </p>
<hr />
<div>.</div>CarolinaSilvahttps://wiki.eq.uc.pt/mediawiki/index.php?title=Ficheiro:Capturar45.png&diff=332Ficheiro:Capturar45.png2017-04-27T17:26:50Z<p>CarolinaSilva: </p>
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<div>.</div>CarolinaSilvahttps://wiki.eq.uc.pt/mediawiki/index.php?title=Ficheiro:Fouling_(2).png&diff=331Ficheiro:Fouling (2).png2017-04-27T17:23:21Z<p>CarolinaSilva: </p>
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<div>.</div>CarolinaSilvahttps://wiki.eq.uc.pt/mediawiki/index.php?title=Ficheiro:Resistencias_fouloing.png&diff=330Ficheiro:Resistencias fouloing.png2017-04-27T17:21:03Z<p>CarolinaSilva: </p>
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<div>.</div>CarolinaSilvahttps://wiki.eq.uc.pt/mediawiki/index.php?title=Ficheiro:Fouling.png&diff=329Ficheiro:Fouling.png2017-04-27T17:18:58Z<p>CarolinaSilva: </p>
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<div>.</div>CarolinaSilvahttps://wiki.eq.uc.pt/mediawiki/index.php?title=Ficheiro:Disposi%C3%A7%C3%A3o_dos_tubos_no_permutador.png&diff=328Ficheiro:Disposição dos tubos no permutador.png2017-04-27T17:16:21Z<p>CarolinaSilva: </p>
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<div>.</div>CarolinaSilvahttps://wiki.eq.uc.pt/mediawiki/index.php?title=P%C3%A1gina_principal&diff=327Página principal2017-04-27T17:13:47Z<p>CarolinaSilva: </p>
<hr />
<div>=== Wiki de Engenharia Química - DEQ/FCTUC ===<br />
''(Página principal em organização)''<br />
<br />
Na barra lateral (lado esquerdo) pode encontrar os pontos de entrada para as principais categorias de informação disponíveis neste sítio Web.<br />
<br />
Na página [[FAQs]] pode encontrar informações diversas relativas à utilização deste software wiki.</div>CarolinaSilvahttps://wiki.eq.uc.pt/mediawiki/index.php?title=P%C3%A1gina_principal&diff=326Página principal2017-04-27T17:12:55Z<p>CarolinaSilva: /* Wiki de Engenharia Química - DEQ/FCTUC */</p>
<hr />
<div></div>CarolinaSilvahttps://wiki.eq.uc.pt/mediawiki/index.php?title=Permutadores_de_carca%C3%A7a_e_tubos&diff=325Permutadores de carcaça e tubos2017-04-27T17:12:41Z<p>CarolinaSilva: Criou a página com "'''O que são e para que servem?''' Permutadores de calor são equipamentos usados em inúmeras instalações industriais (sistemas de refrigeração, ar condicionado, pro..."</p>
<hr />
<div>'''O que são e para que servem?''' <br />
<br />
Permutadores de calor são equipamentos usados em inúmeras instalações industriais (sistemas de refrigeração, ar condicionado, produção de energia, processos químicos) com o propósito de aquecer, arrefecer ou condensar uma série de fluidos, no fundo são equipamentos de transferência de calor. Dentro de toda a gama de permutadores, este é o tipo mais usado.<br />
[[Ficheiro:P1.png|centro|semmoldura|Exemplo típico de permutadores de carcaça e [https://www.google.pt/search?q=prermutador+de+calor+shell+and+tube&espv=2&biw=1366&bih=662&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjZxL_X96bSAhXFORoKHbk4CjsQ_AUIBigB#imgrc=ChOhZrSh36TBcM: tubos]]]<br />
<br />
==== '''Constituição do permutador carcaça e tubos''' ====<br />
Um permutador de carcaça e tubos, consiste num feixe de tubos encaixados numa carcaça/invólucro cilíndrica, com separadores que separaram o fluido dos dois lados dos tubos. São utilizadas chicanas ao longo da carcaça, que permitem suportar os tubos e dirigir o fluido contra os tubos, aumentando assim a transferência de calor. As chicanas por sua vez são suportadas por varas de suporte e espaçadores.<br />
[[Ficheiro:Chicanas.png|centro|semmoldura|355x355px|Exemplo de configurações de chicanas utilizadas, sistema de chicanas mais [https://www.google.pt/search?q=chicanas&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwi36_eU7KbSAhWBkhQKHcBeBgYQ_AUICCgB&biw=1366&bih=662#tbm=isch&q=baffles+heat+exchanger&imgrc=nNgFZ6oAc_lBRM: tubos]]]<br />
A configuração mais utilizada é a primeira, figura 2, o espaçamento ótimo entre chicanas está normalmente entre 0.3 e 0.5 vezes o diâmetro da carcaça, quanto mais justo for o espaçamento maior a transferência de calor, mas consequentemente maior a perda de carga.<br />
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A fabricação de permutadores segue uma série de normas e códigos, quer para a dimensão dos tubos quer para as do involucro. Ex : TEMA, ASME, API etc…<br />
<br />
No geral são utilizados tubos com diâmetros pequenos, de forma a reduzir o preço do permutador, em contrapartida estes são mais difíceis de limpar, o fluido a circular dentro dos tubos deve ser o mais sujo com tendência a formar incrustações, o mais corrosivo e mais toxico, o que está a maior pressão, aquele com maior temperatura e viscosidade, muitas das vezes estes requisitos entram em conflito!<br />
<br />
Os permutadores de carcaça e tubos podem ter varias configurações<br />
<br />
· Tubos em forma de U<br />
<br />
· Placas de tubos fixas<br />
<br />
· Cabeça flutuante<br />
<br />
===== '''Modo de funcionamento''' =====<br />
https://www.youtube.com/watch?v=IcxKCTRA2qE<br />
<br />
====== '''Fatores que afetam a performance dos permutadores''' ======<br />
[[Categoria:Engenharia Química]]</div>CarolinaSilvahttps://wiki.eq.uc.pt/mediawiki/index.php?title=Ficheiro:Chicanas.png&diff=323Ficheiro:Chicanas.png2017-04-27T17:06:09Z<p>CarolinaSilva: </p>
<hr />
<div>.</div>CarolinaSilvahttps://wiki.eq.uc.pt/mediawiki/index.php?title=Ficheiro:P1.png&diff=319Ficheiro:P1.png2017-04-27T17:02:47Z<p>CarolinaSilva: </p>
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<div>.</div>CarolinaSilvahttps://wiki.eq.uc.pt/mediawiki/index.php?title=Ficheiro:Exempplo_2.jpg&diff=314Ficheiro:Exempplo 2.jpg2017-04-27T16:47:31Z<p>CarolinaSilva: </p>
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<div>Figura 1.Exemplo típico de permutadores de carcaça e tubos</div>CarolinaSilvahttps://wiki.eq.uc.pt/mediawiki/index.php?title=Ficheiro:Exempplo.jpg&diff=306Ficheiro:Exempplo.jpg2017-04-27T16:41:36Z<p>CarolinaSilva: </p>
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<div>Figura 1.Exemplo típico de permutadores de carcaça e tubos [1]</div>CarolinaSilva