A figura 12 indica que a torre de referência tem aproximação de 15oF que corresponde a um fator de tamanho de torre unitário. Assim a torre básica dobraria seu tamanho, com aumento do seu custo, se a aproximação fosse 7 oF. Se a aproximação fosse de 25oF a torre de referência poderia ser 60% menor com a conseqüente diminuição de seu custo. Por outro lado a figura 12 mostra que a curva é assintótica ao eixo das ordenadas com o decréscimo da aproximação o que leva os fabricantes de torre a não garantirem aproximação menor que 2.7C ( 5oF ).

2. • O Sol é a fonte primária de energia que garante a existência da vida
na Terra. A fonte da energia solar são as reações de fusão nuclear
entre núcleos de hidrogênio, resultando em núcleos de hélio mais
uma certa quantidade da energia

4. Temperatura
• A temperatura, por sua vez, é uma grandeza física a qual designa a
energia cinética (movimento ou agitação) das moléculas e o estado
térmico de um corpo (quente ou frio). Quanto mais quente (alta
temperatura) se apresenta o corpo, maior será sua energia cinética,
ou seja, a agitação moléculas; e, quanto mais frio (baixa
temperatura), menor será a agitação molecular

5. Calor
Calor é o termo associado à transferência de energia térmica de um
sistema a outro - ou entre partes de um mesmo sistema
exclusivamente em virtude da diferença de temperaturas entre eles.

7. Energia térmica

8. Equilíbrio térmico
• Ocorre quando dois objetos com temperaturas diferentes são postos
em contato um com o outro, e, depois de um certo tempo, eles
apresentam uma temperatura comum.

9. Propagação de calor
• Condução
• Convecção
• Irradiação

10. Máquinas térmicas
• O primeiro motor a vapor
documentado na história é
chamado de eolípila

11. “Amigo do mineiro”

12. Motor de combustão interna

14. Trocadores de Calor

15. Trocadores de Calor
• O processo de troca de calor entre dois fluidos a temperaturas
distintas e separados por uma barreira sólida ocorre em muitas
aplicações da engenharia.

16. • Trocador de calor é o dispositivo usado para realizar o processo da
troca térmica entre dois fluidos em diferentes temperaturas

17. • Evidentemente, para que haja troca térmica, é necessário ter
diferença de temperatura entre os dois fluidos. Assim, um trocador
de calor envolve um fluido quente (aquele que fornece calor) e um
fluido frio (aquele que recebe calor).

19. • Aquecer, resfriar, condensar,
• evaporar ferver esterilizar evaporar, ferver, esterilizar,
• pasteurizar, congelar, fracionar,
• destilar, concentrar, cristalizar,
• fundir, secar...

20. Principio de Funcionamento
• Seu conceito se baseia em um equipamento ao qual, dois fluidos se
encontram dispostos separadamente por meio de uma parede ou
casca, por meio da transmissão de calor através de condução térmica,
na qual o elemento mais quente tende a fornecer calor para
elemento mais frio, tendo como transportador de calor a própria
parede do equipamento.

22. Projeto de um trocador
• Análise Térmica
• Projeto Mecânico Preliminar
• Projeto de Fabricação

23. EQUIPAMENTO
• O equipamento de transferência de calor pode ser identificado pelo
tipo ou pela função.

26. TIPOS DE TROCADORES
• os trocadores de calor são designados por termos correspondentes às
modificações que realizam nas condições de temperatura ou estado
físico do fluido de processo. No caso de o equipamento operar com
dois fluidos de processo, prevalece, se possível, a designação
correspondente ao serviço mais importante.

27. • Resfriador (cooler)

28. • Refrigerador (chiller)

29. Condensador (condenser)

30. • Aquecedor (heater)

31. • Vaporizador (vaporizer)

32. • Evaporador (evaporator)

33. Classificação quanto à forma construtiva
• Trocador Tubo Duplo
• Trocadores Casco e Tubo
• Trocador de placas
• Trocadores de Placas Aletadas
• Trocadores de Tubo Aletados
• Trocadores especiais

34. Trocador Tubo Duplo
• Os trocadores de tubo duplo, como o próprio nome sugere, é
constituído de dois tubos, um dentro do outro, concêntricos,
formando dois espaços de escoamento, um no tubo interno e outro
pelo espaço entre o tubo interno e externo.

35. Trocadores Casco e Tubo
• Os trocadores de casco e tubo, são os tipos mais utilizados de
trocador de calor, pela sua facilidade de fabricação, domínio de
temperaturas e pressões. Comumente é constituído de tubos
cilíndricos montados dentro de um casco cilíndrico com eixos
paralelos ao do casco

36. Trocador de placas
• Os trocadores de placas, geralmente são constituídos por placas
delgadas, lisas ou onduladas.

37. Trocadores de Placas Aletadas
• Os trocadores de placas aletadas são os mais compactos. São
constituídos de aletas planas ou onduladas, que são separadas por
chapas de metal planas

38. Trocadores de Tubo Aletado
• Os trocadores de tubos aletados são muito utilizados quando se
precisa trabalhar com alta pressão. As configurações mais usuais dele
são de tubos cilíndricos ou tubos chatos com aletas planas e tubos
cilíndricos com aletas circulares

39. Trocadores especiais
• Em face das inúmeras aplicações específicas dos trocadores de calor,
são encontradas várias formas construtivas que não se enquadram
nas caracterizações comuns (casco e tubo, tubo duplo, serpentina,
trocador de placas, resfriadores de ar, rotativos regenerativos,
economizadores, etc). Para estes tipos, é atribuída a classificação de
“ESPECIAIS”, dada a sua peculiaridade de construção, em decorrência
da aplicação

40. Componentes

41. • Tubos
Em trocadores de calor os tubos são componentes básicos sendo eles
que determinam a área de troca térmica

42. • Espelho
Os espelhos é parte do trocador de calor que servem para o conjunto
de tubos, onde se chama feixe, o espelho é considerado como placa de
metal perfurada onde são inseridos os tubos e são fixados por dois
processos

43. • Casco
O casco é circular, é feito de tubos de aço padronizados com diâmetro
de carcaça de 24 polegadas, isso depende das condições de pressão
que determinarão a espessura da parede e pode-se considerar que
diâmetros maiores são fabricados com chapas calandradas

44. • Cabeçote
Os cabeçotes são tampas que servem para distribuição do fluido que
são percorridos pelo feixe tubular.

45. • Chicanas
Na parte externa do feixe esta localizada as chicanas que servem
basicamente para três funções:

46. • Suporte para os tubos
• Evitam vibrações dos tubos causadas por turbilhões
• Para guiar o fluxo do lado do casco através do feixe, que faz
aumentar a velocidade, turbulência e o coeficiente de troca térmica.

47. • Suportes
Todos os trocadores de calor devem ter suporte próprio, não se
admitindo, mesmo para equipamentos leves ou pequenos, que fiquem
simplesmente suportados pelas tubulações

48. Critérios para a Seleção
• A seleção correta de todos materiais a se utilizar vai depender da
aplicação que será para proteger a tubulação desejada. Alguns
critérios para definir o material

49. • Tipo de Fluido
• Características do Serviço
• Nível de Tensões(tração, compressão, flexão, esforços estáticos ou
dinâmicos, choque e vibrações )
• Material
• Perdas de carga
• Tempo de vida do Material

50. Isolantes térmicos
• Isolantes térmicos são materiais utilizados em revestimentos, para
reduzir a transmissão de calor entre sistemas.
• O isolamento térmico é composto por 3 elementos distintos, sendo o
isolante térmico, o sistema de fixação e sustentação mecânica e a
proteção exterior

52. INSPEÇÃO DE TROCADOR DE CALOR
• A Inspeção de equipamentos industriais visa identificar falhas no
processo e fabricação

53. • Ensaio Dimensional
• Ensaios Não Destrutivos
• Inspeção de Solda
• Ensaio Hidrostático
• Ensaio Pneumático

54. Cálculo térmico
• A eficiência térmica, ou seja, a necessidade de atingir a temperatura
desejada na saída do trocador

55. • Método da DTML
• Método do NUT

56. • Para dedução da diferença de temperatura entre dois fluxos, as
seguintes hipóteses devem ser feitas:
• O coeficiente total de transmissão de calor é constante em todo o
• comprimento da trajetória.
• O calor específico é constante em todos os pontos da trajetória.
• Não existem mudanças de fase parciais no sistema.
• As perdas de calor são desprezíveis

59. Limpeza
• A necessidade da realização da limpeza nos trocadores é anunciada,
geralmente, pela perda de performance do mesmo