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3º ano 6º semestre
Aula 21
Instalações Térmicas
Aula 21: Dispositivos de recuperação de calor
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outo
r E
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Jorg
e N
ham
biu ◊
Inst
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Tópicos
Definição
Tipos de Trocadores de Calor
Coeficiente Global de Transferência de Calor
Análise de Termopermutadores de Calor
Trocadores de Calor de Multipasses e de Fluxo Cruzado (uso
do factor de correcção)
Recuperadores por convecção
Recuperador do Tipo Canal
Permutadores
Refrigeradores
Balanço de Calor Real
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21.1- Dispositivos de recupera ção de calor. Definição
Trocador de calor ou recuperador de calor é o dispositivo
usado para realizar o processo da troca térmica entre dois
fluidos a diferentes temperaturas. Pode-se utilizá-los no
aquecimento e resfriamento de ambientes, no
condicionamento de ar, na conversão de energia, na
recuperação de calor e no processo químico.
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Os gases residuais deixam o forno com uma ainda apreciável
quantidade de calor. Quanto maior é a temperatura dos gases
menor é o coeficiente de utilização do calor no forno.
É então racional retornar parte do calor que sai com os gases de
escape de volta para o forno e assim aumentar a eficiência
deste, a temperatura de combustão e dessa forma poupar
combustível. Para fazer isto o calor deve ser transferido num
termopermutador de calor para o ar ou gás a ser fornecido ao
forno para a combustão. Este termopermutador de calor pode
ser do tipo regenerativo ou recuperativo.
21.1- Dispositivos de recupera ção de calor. Definição
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São dispositivos de troca de calor armazenativos, ambos os
fluidos percorrem alternadamente as mesmas passagens de
troca de calor. A superfície de troca de calor geralmente é
de uma estrutura chamada matriz. Em caso de aquecimento
o fluído quente atravessa a superfície de troca de calor e a
energia térmica é armazenada na matriz. Posteriormente
quando o fluído frio passa pelas mesmas passagens, a
matriz liberta a energia térmica.
21.1.1- Trocadores de Calor Regenarativos
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21.1.1- Trocadores de Calor Regenarativos
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21.1.2- Trocadores de Calor Recuperativos
Nos trocadores de calor recuperativos há um fluxo contínuo
de calor do fluído quente para o frio através de uma parede
que os separa. Não há mistura entre os fluxos pois cada
corrente permanece em passagens separadas. Alguns
exemplos deste tipo de termopermutador são os trocadores
de placa, os tubulares e os de superfície estendida. Os
recuperadores constituem a vasta maioria dos trocadores de
calor existentes.8
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21.1.2- Trocadores de Calor Recuperativos
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21.1.2- Trocadores de Calor Recuperativos
Num funcionamento normal do forno ao espaço de trabalho
tem que ser fornecido a cada hora uma específica
quantidade de calor que inclui o calor físico do ar ou gás
pré-aquecido (Qph) e o calor químico do combustível (Qch)
isto é:
QΣ = Qph + Qch
Naturalmente que se QΣ = constante, Qch pode ser diminuido
com o aumento de Qph, por outras palavras a utilização do
calor gos gases de escape pode diminuir o consumo de
combustível e a quantidade de combustível poupado de
pende do grau de utilização do calor.
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21.1.2- Trocadores de Calor Recuperativos
O grau de utilização é dado por:
R=Ia/Ige
Onde Ia é a entalpia dos ar pré-aquecido, (kW ou kJ/periodo) e
Ige é a entalpia dos gases de escape que saem do forno (kW
ou kJ/Período).
O grau de utilização é expresso em percentagem e também
pode ser chamado eficiência do recuperador (regenerador)
ηr=Ia/Ige·100%
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21.1.2- Trocadores de Calor Recuperativos
Com o ηr conhecido a economia em combustível pode ser
pela expressão:
Onde i´ge é a entalpia dos gases de escape a temperatura
de queima kj/m3 e ige é a entalpia dos gases de escape que
saem do forno.
100%
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a ge
ge ge
i iR
i i R
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21.2 -Tipos De Trocadores De Calor
Os trocadores de calor podem ser classificados de acordo
com a disposição das correntes dos fluidos:
contracorrente,
correntes paralelas,
correntes cruzadas e
multipasse.
- De acordo com o tipo de construção
tubos coaxiais,
casco e;
tubos e compactos.13
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Trocadores de calor com correntes paralelas e contracorrente
21.2 -Tipos De Trocadores De Calor
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21.2.1 -Trocadores de Calor com Multipasse
Existem situações em que, devido a restrições de espaço,
económicas ou condições técnicas específicas opta-se por
construir trocadores com multipasse nos tubos e ou no casco.
Trocadores de Calor com Multipasse
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21.2.2 -Trocadores de Calor de Correntes Cruzadas
Nos trocadores de calor de correntes cruzadas, os fluidos
se deslocam em correntes perpendiculares uma à outra.
Neste caso os trocadores podem ser alhetados ou sem
alhetas, diferindo pelo facto dos fluidos que se movem
sobre os tubos estarem ou não misturados.
Nos dois casos anteriores é possível aplicar as equações
para trocadores em corrente e contracorrente simples,
com uma modificação.
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Trocador de Calor de casco e tubos com um passe no casco e
um passe nos tubos (Contracorrente).
21.2.2 -Trocadores de Calor de Correntes Cruzadas
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21.2.2 -Trocadores de Calor de Correntes Cruzadas
Trocador de Calor de casco e tubos
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21.3-O Coeficiente Global de Transferência de Calor
É um coeficiente que caracteriza a resistência térmica total
à transferência de calor entre os dois fluidos (quente e frio).
O efeito da resistência térmica pode ser incluído nos
cálculos através das formulas que se seguem.
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21.3-O Coeficiente Global de Transferência de Calor
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ln1 1
2
o i
total i parede o
g i o o
D DR R R R R
h A kL h A
ln
2
o i
parede
D DR
kL
A resistência térmica para um trocador do tubo e carcaça
representa-se por:
Onde k é a condutividade térmica e L o comprimento do
tubo. A resistência térmica total passa a ser:
(21.1)
(21.2)
21.3-O Coeficiente Global de Transferência de Calor P
rof.
Dou
tor
Eng
º Jo
rge
Nha
mbi
u ◊
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Onde
hgc - o coeficiente de transferência de calor por convecção e
hgr – coeficiente de transferência de calor por radiação
O calor transferido do lado dos gases faz-se por radiação e
convecção, dai o coeficiente de transferência de calor para
esse lado determinar-se de
(21.3)
21.3-O Coeficiente Global de Transferência de Calor
2/ ºc r
g g gh h h W m C
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1 1 1 1 1parede
s i i o o g i o o
R RUA U A U A h A h A
A taxa de troca de calor entre os dois fluídos é dada por:
Sendo U o coeficiente global de transferência de calor em
W/m2.ºC
(21.4)
(21.5)
21.3-O Coeficiente Global de Transferência de Calor
i i o o
TQ UA T U A T U A T W
R
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Geralmente os trocadores de calor tem duas superfícies
que não são iguais, a interna e a externa, dai terem
também dois Coeficientes Globais de Transferencia de
calor que não são iguais Ui≠Uo. Ui=Uo somente se Ai=Ao
Quando o tubo é muito delgado geralmente despreza-se
a resistência térmica da parede deste (Rparede≈0) daí:
1 1 1
i oU h h (21.6)
21.3-O Coeficiente Global de Transferência de Calor
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Caso de alhetas
alhetadas n alheta alhetaA A A
As alhetas, por aumentarem a área superficial diminuem a
resistência à transferência convectiva de calor, influindo assim
no coeficiente global de transferência de calor
Se o tubo tiver alhetas em um dos lados a área total desse
lado será dada por:
Se as alhetas não se aproximarem de isotérmicas escreve-se:
(21.7)
(21.8)
21.3-O Coeficiente Global de Transferência de Calor
2
alhetadas total alheta nA A A A m
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Tabela 21.1 Valores representativos de coeficientes globais de
transferencia de calor
Tipo de trocador de Calor U, W/m2·C
Trocadores de calor de água-para-água 850 – 1700
Trocadores de calor de água-para-óleo 100 – 350
Água- para-gasolina ou querosene 300 – 1000
Aquecedores de água de alimentação tratada 1000 – 8500
Vapor-para-óleo combustível leve 200 – 400
Vapor-para-óleo combustível pesado 50 – 200
Condensadores de vapor 1000 – 6000
Condensadores de Freon (resfriados com agua) 300 – 1000
Condensadores de Amónia (água nos tubos) 800 – 1400
Condensadores de Álcool (água nos tubos) 250 – 700
Gás – para gás 10 – 40
Água para ar em tubos alhetados (agua nos tubos) 30 – 60 (1)
400 – 850 (1)
Vapor - para ar em tubos alhetados (vapor nos tubos) 30 – 300 (1)
400 – 4000 (2)
(1) Baseado na área do lado do ar
(2) Baseado na área do lado da agua ou do vapor
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21.3.1 -Factores de incrustação
Durante a operação normal de um trocador de calor, as
superfícies ficam sujeitas a incrustações de impureza dos
fluidos, à formação de ferrugem e a outras reacções entre os
materiais do fluido e das paredes, aumentando assim a
resistência à transferência de calor entre os fluidos, influindo
deste modo no coeficiente de transferência de calor.
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" "
, ,
1 1 1
ln1 1
2
i i o o
f i f oo i
g i i o o
UA U A U A
R RD D
h A A kL Ai h A
Para um termopermutador de tubo e carcaça sem alhetas
pode-se escrever:
Onde:
Ai= πDiL e Ao= πDoL são as áreas das superfície interna e
externa e Rf,i e Rf,o os factores de incrustação para as
superfícies interna e externa.
(21.9)
21.3.1 -Factores de incrustação
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Tabela 21.2 - Factores de incrustação
Fluído R”f(m2.K/W)
Água do mar e agua de caldeira tratada (abaixo de 50ºC)
0,0001
Água do mar e agua de caldeira tratada (acima de 50ºC)
0,0002
Água do rio (abaixo de 50ºC) 0,0002-0,001
Gasóleo 0,0009
Líquidos refrigerantes 0,0002
vapor 0,0001
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21.4 -Analise de Termopermutadores de Calor
Onde:
Vf,Vq - são os fluxos volumétricos
cpf,cpq – calores específicos
tf,out,tq,out – temperaturas de saída
tf,in,tq,in – temperaturas de entrada
Para um trocador de calor o calor transferido por cada
elemento de área para um fluído frio na base da Primeira Lei
da Termodinâmica escreve-se:
Para o fluído quente escreve-se:
(21.10)
(21.11) , ,gg p g in g outQ V c t t W
, ,arar p ar out ar inQ V C t t W
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fgQ mh
Devem ser considerados dois casos
particulares de trocadores de calor
usados na prática que são os
condensadores e os vaporizadores. Um
dos fluídos no dispositivo está em
mudança de fase e o processo de troca
de calor pode-se escrever:
(21.12)
21.4 -Analise de Termopermutadores de Calor
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s mQ UA T
Durante a mudança de fase o fluido
absorve ou liberta uma grande quantidade
de calor então escreve-se, C = mCp→∞
quando ΔT →0. A troca de calor pode-se
escrever usando a lei de resfriamento de
Newton do seguinte modo:
(21.12)
21.4 -Analise de Termopermutadores de Calor
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21.4.1-Método da Diferença Media Logarítmica
gg p gQ V c dt
arar p arQ V C dt
Assumindo que a superfície
externa do termopermutador de
calor está isolada, o que faz
admitir que qualquer troca de
calor se faz entre os dois fluidos,
desprezando a energia cinética e
potencial o balanço de energia em
cada secção diferencial do
trocador pode ser expressa como:
e
(21.13)
(21.14)
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s lmQ UA T
1 2
1 2lnlm
T TT
T T
Finalmente resolvendo as Equações para VfCpf e VqCpq e
substituindo na Equação, depois de alguns arranjos obtém-se
Onde:
É a temperatura média logarítmica que é limitada a
trocadores de calor de fluxos paralelos e contra-corrente.
(21.15)
(21.16)
21.4.1-Método da Diferença Media Logarítmica
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21.5-Trocadores de Calor de Multipasses e de Fluxo Cruzado (uso do factor de correcção)
2 1
1 1
t t
PT t
, lm lm FCT F T
lado do tubo1 2
1 2 lado da carcaca
mCpT T
Rt t mCp
Nos casos de trocadores de calor de fluxo cruzado e de
multipasses não se usa a anterior é necessário multiplicar a
diferença media logaritmica que está relacionada com a dos
fluxos em contracorrente por um factor F
O factor F determina-se de gráficos por meio de duas
relações de temperaturas:
(21.17)
(21.18)
(21.19)
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Factores de correcção para trocadores de tubo e carcaça e de correntes cruzadas
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21.6-Recuperadores por convecção
Conforme o nome indica, nestes dispositivos a recuperação
de calor entre o fluído primário e o secundário realiza-se
fundamentalmente por convecção.
Caracterizam-se por um contacto total entre os gases e os
tubos que constituem o recuperador, pelo que são
especialmente indicados nos
seguintes casos:
Para temperaturas de trabalho inferiores a1000 - 1050 ºC.
Para correntes gasosas ou fumos moderadamente limpos
(ausentes de partículas) e sem componentes especialmente
corrosivos.37
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Recuperadores por convecção
Recuperador de convecção
tipo canal.
21.6-Recuperadores por convecção
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Vista panorâmica do conjunto das superfícies tubulares.
21.6-Recuperadores por convecção
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21.7-Recuperador do Tipo Canal
Estes recuperadores podem ser de dois tipos:
Recuperadores de conjuntos tubulares soltos, para
introduzir num canal de fumos horizontal (subterrâneo
ou aéreo) ou vertical (chaminé).
Recuperadores de conjuntos tubulares com armação,
revestido interiormente para os casos em que não existe
um canal de fumos definido (horizontais e verticais).
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Recuperador do Tipo Canal
Recuperador de quatro conjuntos
com armação. Fumos verticais /
Recuperador horizontal.
21.7-Recuperador do Tipo Canal
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Para os casos em que se pretende um aproveitamento
térmico máximo dos fumos, existe a possibilidade de
encontrar soluções técnicas mediante a combinação de dois
ou mais recuperadores, tanto em série como em paralelo.
Estes tipos de equipamentos são de especial aplicação num
grande número de sectores industriais tais como o
Siderúrgico, em fornos de recozimento, reaquecimento, em
estufas de ar de alto-forno; em fornos de calcinação, de
torrefacção; em instalações de incineração e de secagem de
lodos procedentes de depuradoras, etc.
21.7-Recuperador do Tipo Canal
42
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Recuperador do Tipo Canal. Recuperador de seis conjuntos tipo canal. Fumos horizontais / Recuperador vertical.
21.7-Recuperador do Tipo Canal
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21.8-Permutadores
Num permutador à semelhança do que acontece num
recuperador tipo canal, a transferência de calor realiza-se
por convecção.
Estes equipamentos caracterizam-se por um design mais
compacto, o que permite uma montagem rápida e simples.
Construtivamente, num permutador, o conjunto de tubos é
solidário com a armação que o contém, evitando possíveis
rupturas como consequência das diversas dilatações
térmicas entre o conjunto de tubos e a armação, mediante a
introdução de compensadores ou mediante a curvatura dos
tubos do conjunto.
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Permutador de 3 passes a contra-corrente.
21.8-Permutadores
45
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Estes equipamentos são adequados às seguintes aplicações:
Quando a temperatura dos fumos não é excessivamente
alta, da ordem dos 700 a 750 ºC, salvo casos especiais.
Quando não se dispõe de um canal no qual se possa
introduzir o conjunto tubular.
O campo de aplicação dos permutadores é muito amplo,
sendo especialmente adequados em instalações de
incineração de dissolventes da indústria automóvel, em
instalações de co-geração, em instalações de tratamento de
superfícies metálicas e plásticas, etc.
21.8-Permutadores
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Permutador de dois passes em correntes paralelas.
21.8-Permutadores
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Permutador de 3 passes em contra-corrente.
21.8-Permutadores
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21.9-Refrigeradores
O principio de funcionamento de um refrigerador de gases,
é o mesmo dos equipamentos anteriormente descritos,
todavia neste caso o que se pretende é refrigerar um fluído
primário e não realizar um aproveitamento térmico
mediante o aquecimento de um fluído secundário.
Habitualmente estes equipamentos instalam-se como um
passo prévio a uma depuração de fumos, para evitar que
estes cheguem ao sistema de depuração a uma temperatura
excessivamente alta, constituindo uma alternativa à
diluição com ar, o que exigiria um sobre-dimensionamento
dos sistemas citados.49
Pro
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Antes do projecto destes tipos de equipamentos, é
necessário conhecer o teor de poeiras nos gases a
refrigerar, assim como a sua natureza. Tudo isto com o
objectivo de projectar um equipamento no qual não se
acumulem grandes sujidades o que obrigaria a realizar
operações de limpeza com uma frequência indesejada.
21.9-Refrigeradores
50
Pro
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Conjunto de dois refrigeradores de fumos ligados em série,
com quatro grupos de refrigeração cada um.
21.9-Refrigeradores
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icas
Deve-se também ter em conta a capacidade de separação da
poeira da corrente gasosa que a contém, em todas aquelas
zonas em que se produzem turbilhões ou em variações da
secção de passagem, o que obriga a incluir no projecto
sistemas que permitam a recolha e extracção das poeiras
acumuladas para que não impeçam a correcta transferencia
de calor.
21.9-Refrigeradores
52
Pro
f. D
outo
r E
ngº
Jorg
e N
ham
biu ◊
Inst
alaç
ões T
érm
icas
Resumindo, no projecto dum refrigerador, os factores a ter
em conta são :
Tipo de fluido.
Teor de poeira.
Operações de limpeza e manutenção.
Ligação do equipamento à restante instalação.
Em função disto, podem-se estabelecer diversas soluções
técnicas que passam pela adopção de uma disposição:
Vertical / Horizontal.
Modular (um único ou vários ventiladores)..
Um ou vários passos.
21.9-Refrigeradores
53
Pro
f. D
outo
r E
ngº
Jorg
e N
ham
biu ◊
Inst
alaç
ões T
érm
icas
Refrigerador de fumos com quatro grupos de refrigeração.
21.9-Refrigeradores
54
Pro
f. D
outo
r E
ngº
Jorg
e N
ham
biu ◊
Inst
alaç
ões T
érm
icas
21.10 - Balanço de Calor Real
O balanço de calor do recuperador faz-se assumindo que
10% do calor perde-se para o exterior:
0,9ar ar
in in out out out out in in
g pg g pg g ar p ar p arV c t c t V c t c t
Para recuperadores não herméticos o balanço deve-se incluir
as infiltrações de ar nas passagens do gás. Isto é de suma
importância para recuperadores cerâmicos onde as perdas
podem variar entre 15 e 30%. A equação de balanço então
pode ser escrita da seguinte forma
0,9g g ar g
in in out out out out out out
g p g p g ar p ar a p gV c t c t V c t V c t
(21.20)
(21.21)
55
Pro
f. D
outo
r E
ngº
Jorg
e N
ham
biu ◊
Inst
alaç
ões T
érm
icas
Marcha de Cálculo (1)
Dados:
Velocidade do ar
Velocidade dos gases de escape
Coeficiente de excesso de ar
Temperatura do gás de escape a entrada
Temperatura do ar a entrada
Temperatura do ar a saída
Estimado:
Temperatura do gás de escape à saída
56
Pro
f. D
outo
r E
ngº
Jorg
e N
ham
biu ◊
Inst
alaç
ões T
érm
icas
Consultados em tabelas:
Cp do ar a entrada;
Cp do ar a saída;
Cp dos compostos do gás de escape a temperatura de
entrada no termopermutador;
Cp dos compostos do gás de escape a temperatura
estimada de saída do termopermutador;
Coeficiente Global de Transferência de Calor para as
condições de velocidade dadas.
Marcha de Cálculo (2)
57
Pro
f. D
outo
r E
ngº
Jorg
e N
ham
biu ◊
Inst
alaç
ões T
érm
icas
Ábaco para a determinação do U
58
Pro
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outo
r E
ngº
Jorg
e N
ham
biu ◊
Inst
alaç
ões T
érm
icas
2 2
2 2 2 2
( ) ( )
( ) ( )
out out
p p g estimada p g estimadag RO RO RO RO
out out
p g estimada p g estimadaO O H O H O
c c t r c t r
c t r c t r
Calcula-se o calor específico à pressão constante para os gases
à temperatura de entrada no termopermutador de:
2 2
2 2 2 2
in in
p p g p gg RO RO RO RO
in in
p g p gO O H O H O
c c t r c t r
c t r c t r
Calcula-se o calor específico à pressão constante para os gases
à temperatura estimada de saída do termopermutador de:
(21.22)
(21.23)
[kJ/m3oC]
[kJ/m3ºC]
Marcha de Cálculo (3)
59
Pro
f. D
outo
r E
ngº
Jorg
e N
ham
biu ◊
Inst
alaç
ões T
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icas
Calcula-se o erro entre a temperatura calculada e a assumida
que não deve superar os 10%, se esta superar então a partir da
temperatura calculada, calcula-se novamente o calor específico
dos gases de escape à saída
( ) ( )
( )
100 %
out out
g estimada g calc
out
g estimada
t t
t
o
( ) C0,9
ar ar
o out out in inin inar p ar p arpg gout
g calc out out
pg g pg
V c t c tc tt
c V c
Da fórmula de balanço calcula-se a temperatura de saída dos
gases de escape:
(21.24)
(21.25)
Marcha de Cálculo (4)
60
Pro
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outo
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ngº
Jorg
e N
ham
biu ◊
Inst
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icas
kJ
har ar ar
o out out in in
p ar p arQ B V c t c t
Calcula-se o fluxo de calor que se transfere
A temperatura média logarítmica calcula-se de :
1 2
ln
1 2ln
T TT
T T
Onde:
∆T1 – é a diferença entre as temperaturas de entrada do gás edo ar no trocador
∆T2 – é a diferença entre as temperaturas de saída do gás e doar no trocador
(21.26)
(21.27)
Marcha de Cálculo (5)
61
Pro
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Jorg
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ham
biu ◊
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icas
Calcula-se a o número de tubos, tendo em conta o tipo de
tubo que se pretende montar no recuperador (ver Tabelas
21.3,21.4 e 21.5)
Calcula-se a área total necessária para a transferência de
calor, tendo em conta o calor transferido, o coeficiente de
condutibilidade térmica determinado do ábaco e a
temperatura média logarítmica
2
ln
1000 m
3600
QA
U T F
tubos
tubo
An
A
(21.28)
(21.29)
Marcha de Cálculo (6)
62
Pro
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Tabela 21.3 características dos tubos com passo entre
alhetas 17,5 mm
Características Tipo do Recuperador
17,5
Comprimento do tubo (mm) 880 1135 1385 1640
Secção limpa, m2 0,008 0,008 0,008 0,008
Secção da passagem dos gases, m2 0,060 0,080 0,100 0,120
Área da superfície exposta ao ar, m2 0,83 1,12 1,41 1,70
Área da superfície exposta aos gases de escape, m2 1,34 1,81 2,27 2,64
Área projectada para o aquecimento, m2 0,250 0,330 0,425 0,500
Peso do tubo, kg 45 55 56 80
63
Pro
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Tabela 21.4 características dos tubos com passo entre
alhetas 28 mm
Características Tipo do Recuperador
28
Comprimento do tubo (mm) 880 1135 1385 1640
Secção limpa, m2 0,008 0,008 0,008 0,008
Secção da passagem dos gases, m2 0,070 0,092 0,114 0,136
Área da superfície exposta ao ar, m2 0,83 1,12 1,41 1,70
Área da superfície exposta aos gases de escape, m2 0,95 1,26 1,60 1,90
Área projectada para o aquecimento, m2 0,250 0,330 0,425 0,500
Peso do tubo, kg 41 52 63 80
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Pro
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Tabela 21.5 características dos tubos lisos
Características Tipo do Recuperador
Sem alhetas
Comprimento do tubo (mm) 880 1135 1385 1640
Secção limpa, m2 0,008 0,008 0,008 0,008
Secção da passagem dos gases, m2 0,042 0,055 0,067 0,080
Área da superfície exposta ao ar, m2 0,83 1,12 1,41 1,70
Área da superfície exposta aos gases de escape, m2 0,40 0,53 0,66 0,79
Área projectada para o aquecimento, m2 0,250 0,330 0,425 0,500
Peso do tubo, kg 31 39 43 55
65
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icas
t ⁰C Ar N2 H2O CO2 O2
0 1.2848 1.261 1.467 1.678 1.304
100 1.2946 1.280 1.496 1.747 1.323
200 1.304 1.300 1.526 1.814 1.342
300 1.313 1.319 1.556 1.879 1.360
400 1.3216 1.337 1.585 1.942 1.377
500 1.3298 1.356 1.614 2.003 1.394
600 1.3376 1.373 1.643 2.062 1.409
700 1.345 1.391 1.672 2.119 1.424
800 1.352 1.408 1.700 2.174 1.438
900 1.3586 1.424 1.728 2.227 1.451
1000 1.3648 1.441 1.757 2.278 1.464
1100 1.3706 1.456 1.784 2.327 1.475
1200 1.376 1.472 1.812 2.374 1.486
1300 1.381 1.487 1.840 2.419 1.496
1400 1.3856 1.501 1.867 2.462 1.505
1500 1.3898 1.516 1.894 2.503 1.514
1600 1.3936 1.529 1.921 2.542 1.521
1700 1.397 1.543 1.948 2.579 1.528
1800 1.4 1.556 1.974 2.614 1.534
1900 1.4026 1.568 2.000 2.647 1.539
2000 1.4048 1.581 2.027 2.678 1.544
2100 1.4066 1.592 2.052 2.707 1.547
2200 1.408 1.604 2.078 2.734 1.550
2300 1.409 1.615 2.104 2.759 1.552
2400 1.4096 1.625 2.129 2.782 1.553
2500 1.4098 1.636 2.154 2.803 1.554
Tabela 21.6 – Cp do ar e dos produtos de combustão em kJ/kgºK
66
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21.11- Cálculo de h em recuperadores alhetados
Os recuperadores de passe duplo que são mais comummente
usados, podem aquecer o ar a temperaturas acima dos 300 a
400ºC, com temperaturas do gás de escape de 800ºC. A
velocidade do ar geralmente não excede 10 m/s e a dos
gases ronda 3 a 14 m/s. A troca de calor em recuperadores
alhetados em condições de fluxos de correntes cruzadas,
dependem em grande medida da velocidade dos gases. O
coeficiente de convecção da superfície alhetada é geralmente
calculado de:
0 2 n
o
Wh v
m C
Os valores de β e n retiram-se da tabela
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Tabela 21.6 Valores de β para o cálculo de h
Superfícieβ para h, W/(m2 oC)
nÁrea condicionada Área real
Superfície interna de qualquer tubo
alhetado47,9 14,55 1,03
Superfície externa do tubo com alhetas
de passo 17,5 mm138 25,7 0,755
Superfície externa do tubo com alhetas
de passo 28 mm80,2 20,3 0,740
Superfície externa sem alhetas 19,800 12,45 0,720
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