Estudo do desempenho de um trocador de calor em escala de laboratório
DOI:
https://doi.org/10.22481/exon.v12i2.20620Palavras-chave:
Trocador de calor, escala de laboratório, operações unitáriasResumo
Este trabalho tem o objetivo de desenvolver um protótipo de um trocador de calor em escala laboratorial, partindo desde a concepção do projeto, montagem do equipamento até a obtenção de resultados experimentais para avaliação do desempenho de troca térmica. O protótipo foi concebido levando em consideração a operação do trocador de calor em regimes contracorrente e concorrente, possibilitando mensurar em qual dos métodos o trocador de calor apresenta maior eficiência de troca térmica. Após a montagem do protótipo foram realizados experimentos variando-se a vazão e a temperatura dos fluidos quente e frio. Os coeficientes globais de transferência de calor variaram entre 1286 a 2218 W/(m2·ºC) para o fluxo contracorrente e entre 878 a 2181 W/(m2·ºC) para o fluxo concorrente. Além disso, as curvas de níveis mostraram que a troca de calor para as duas tipologias de fluxo contracorrente e concorrente é maximizada usando temperaturas mais altas do fluido quente e vazão mais altas do fluido frio. Modelos matemáticos envolvendo as variáveis do processo, vazão e temperatura, foram obtidos para ambos os regimes de operação. Constatou-se ainda que os maiores coeficientes globais de transferência de calor foram obtidos operando o trocador de calor em regime contracorrente. Além disso, este trabalho demonstra que a eficiência de trocadores de calor em escala de laboratório pode ser avaliada combinando teoria e prática para estudar operações unitárias envolvendo transferência de calor.
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