Estudo do desempenho de um trocador de calor em escala de laboratório

Autores

  • Ana Julia Cabreira Maciel Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Santa Catarina image/svg+xml
  • Maiara de Aguiar da Costa Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Santa Catarina image/svg+xml
  • Rodrigo Battisti Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Santa Catarina image/svg+xml
  • Marcelo Dal Bó Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Santa Catarina image/svg+xml

DOI:

https://doi.org/10.22481/exon.v12i2.20620

Palavras-chave:

Trocador de calor, escala de laboratório, operações unitárias

Resumo

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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Publicado

2021-12-31

Como Citar

MACIEL, Ana Julia Cabreira; DA COSTA, Maiara de Aguiar; BATTISTI, Rodrigo; DAL BÓ, Marcelo. Estudo do desempenho de um trocador de calor em escala de laboratório. Exatas Online, [S. l.], v. 12, n. 2, p. 140–152, 2021. DOI: 10.22481/exon.v12i2.20620. Disponível em: https://periodicos2.uesb.br/exon/article/view/20620. Acesso em: 2 out. 2026.