trocador de calor

1. Dimensionamento:
Para dimensionar o trocador de calor presente no sulfatador, foi utilizado o valor
H=-100 kcal/kg, ou H= - 418,4 kJ/kg, com o valor da energia liberada durante a reação.
Determinando como o fluido frio sendo a agua e o fluido quente sendo a mistura presente
dentro do reator.
Sendo o Cp igual ao valor de 14,393 kJ/kg.K, ZOLLER; SOSIS, 2008, com isso
foi possível calcular a variação de temperatura para os fluidos , através da equação 5,
porém antes foi determinado a quantidade de energia liberada da reação através da
equação 4, sendo 𝑚̇ 1 igual a 75 kg/h,  a porcentagem que reage igual a 0,96, temos.
𝑞 = 𝛼. 𝑚̇ 1 .∆𝐻 (4)
Sabendo que q é igual a 30124,8 kJ/h, e definindo a temperatura de entrada da
mistura e da agua como sendo, respectivamente, 20°C (293 K) e 25°C (298 K), e que o
Cp da agua para essa temperatura é de 4,183 kJ/kg.K e 𝑚̇ 2igual a 500 kg/h
Utilizando a equação 5.
𝑞 = 𝑚̇ . 𝐶𝑝.∆𝑇 (5)
Foi possível definir a variação de temperatura para a agua e para a mistura, sendo
de 14,4 K para a agua e 28,74 K para a mistura. Com isso define-se que a temperatura de
saída do fluido frio é 312,4 K e do fluido quente é 321,74 K. Com os valores de
temperatura de entrada e saída do processo foi possível determinar o valor do TLm,
media logarítmica das temperaturas, igual a 21,497 através da equação 6, sendo T1
=23,74 K e T2= 19,4 K
∆TLm =
∆𝑇1−∆𝑇2
𝐿𝑛(∆𝑇1
∆𝑇2
⁄ )
(6)
A equação de projeto de um trocador de calor é:
𝑞 = 𝑈 𝐷. 𝐴 𝑜. ∆TLm (7)
Antes de usar a equação 7, teve-se que definir o valor de UD, e para isso foi
utilizado a equação 8, onde U é a coeficiente de transferência de calor da agua e para o
liquido orgânico, no caso foi adotado 570 W/m².K, tal valor é indicado por
GEANKOPOLIS, 2014, e o RDi e RDo , são os fatores de incrustações, respectivamente,
do liquido orgânico e da agua de reuso industrial, que pode se depositar no trocador de

2. calor ao longo do tempo. O valor de RDi é 1, 76.10-4 K.m²/W e do o RDo é 0,0004 K.m²/W
ambos os dados foram obtidos em SERTH, 2007.
𝑈 𝐷 =
1
(
1
𝑈
)+𝑅 𝐷𝑖 +𝑅 𝐷𝑜
(8)
Após definir o UD, igual a 429,1 W/m².K, foi possível definir a área externa Ao,
do trocador de calor e esta área foi igual a 0,9072 m². Com o valor da área e definindo o
diâmetro externo, do como sendo 50,80 mm e BWG 12, di igual a 45,26 mm e L igual a
3 m. Utilizando a equação 9, foi possível determinar a quantidade de tubos (N), igual a
1,85 tubo, ou seja, 2 tubos, que será necessário no trocador de calor.
𝑁 =
𝐴0
𝜋.𝑑 𝑜 .𝐿
(9)
E foi definido que para 75 kg de alquibenzeno / h necessita de 1,85 tubo, número
bem satisfatório visto que segundo o site da empresa Desmet Ballesta, são necessários 12
tubos para cara 500 kg de alquibenzeno / h, o que dá em média o 1,8 tubo a cada 75 kg
de alquibenzeno / h. Os dados operacionais do trocador de calor e informado na tabela 3
e os detalhes do trocador de calor e informado na tabela 4.
Tabela 9: Dados operacionais
Fluido quente
(ABL)
Fluido frio
(H2O)
Entra (K) 293 298
Sai (K) 321,74 312,4
Vazão (kg/h) 75 500
Cp (kJ/kg.K) 418,4 4,183
Fonte: Pessoal,2017
Tabela 10: Dados do trocador de calor
Fonte: Pessoal,2017

3. Referencias:
GEANKOPLIS, C. J. Transport processes and separation process principles:
(includes unit operations). 4th ed. Upper Saddle River, N.J.: Prentice Hall Professional
Technical Reference, 2003.
SERTH, Robert W. Process Heat Transfer Principles and Applications. Kingsville,
Texas: Elsevier, 2007.
DESMET BALLESTRA SPA (Milão). Desmet Ballestra Spa. Disponível em:
<http://www.iitsrl.it/sulfonation>. Acesso em: 21 nov. 2017.
ZOLLER, Uri; SOSIS, Paul. Handbook of Detergents, Part F: Productio. [s.i]: Crc
Press, 2008. Disponível em:
<https://books.google.com.br/books?id=dXn3aB1DKk4C&printsec=frontcover&hl=pt-
BR&source=gbs_ge_summary_r&cad=0#v=onepage&q&f;=false>. Acesso em: 22 nov.
2017
q (kJ/h) 30124,8
TLm 21,497
Ud (W/m².K) 429,1
A (m²) 0,9072
do (m) 0,0508
L(m) 3
N 2