Na especificação de trocadores de calor do tipo casco-tubos,...

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Q233369 Engenharia Mecânica
Na especificação de trocadores de calor do tipo casco-tubos, a definição dos fluidos que irão circular no interior dos tubos e na sua parte externa, no casco, é uma das decisões iniciais mais importantes, pois uma decisão errada pode implicar um trocador não otimizado e com problemas frequentes de operação. Acerca dos critérios para se decidir qual fluido deve circular pelos tubos e qual deve fazê-lo pelo casco, assinale a alternativa correta.
Alternativas

Comentários

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a) ERRADO - Baixas velocidades de escoamento prejudicam a troca térmica. Devido à possibilidade de colocação de chicanas transversais, é mais fácil provocar uma turbulência intensa no casco do que no lado dos tubos. Logo, mesmo que a vazão de escoamento seja baixa, há um recurso construtivo (chicana) para incrementar a troca térmica no lado do casco.

 

b) ERRADO - Por questões de segurança, é mais aconselhável que os flúidos mais corrosivos ou tóxicos circulem por dentro dos tubos por ser mais fácil de garantir estanqueidade ou usar materiais específicos para sua proteção. Além do mais, em caso de vazamento ainda haverá a proteção do casco

 

c) ERRADO - Para serviços de alta temperatura ou alta pressão, os cuidados com o material de construção e vedação têm que ser maiores. Portanto, pelo mesmo motivo anterior, é preferível circular o fluido nessas condições no lado dos tubos.

 

d) CORRETO - A velocidade de escoamento pelo lado dos tubos (escoamento em trecho reto ou em U) é mais uniforme e mais fácil de ser controlada. Por outro lado no casco, devido aos desvios, a velocidade não é regular em todo o trajeto; pode haver regiões no casco com velocidades bem pequenas ou até zonas mortas. Como a velocidade de escoamento influi no depósito, conforme visto, recomenda-se circular o fluido mais sujo (com maior fator de incrustação) no lado dos tubos.

 

e) ERRADO - Um fluido com alta viscosidade também dificulta a troca térmica. Assim, circula-se o fluido mais viscoso no lado do casco onde é mais fácil intensificar a turbulência através do uso de chincanas

Fonte: http://collatio.tripod.com/regeq/condies.htm

Justificativas

A) Errada. O mais correto é circular o fluido de maior vazão pelo lado dos tubos, de modo a que transferência de calor seja maximizada. No que se refere ao fluido de menor velocidade circulando pelo lado do casco, é possível aumentar a eficiência de troca térmica pela colocação de chicanas.

B) Errada. Por razões de segurança, é preferível que o fluido mais corrosivo circule pelo lado dos tubos. Em caso de falha no trocador (trinca, por exemplo) ainda haverá o casco como barreira de contenção

C) Errada. As razões são análogas às da justificativa da letra B;

D) Correta. Áreas menores de escoamento implicam em maiores velocidades (equação de bernoulli). As maiores velocidade fazem com que seja mais difícil a ocorrência de deposição nas paredes do tubo, contribuindo para manutenção de um bom rendimento térmico do trocador ao longo do tempo;

E) Errada. Por motivos de perda de carga, o fluido mais viscoso deve ser escoado pelo lado do casco. Isso ocorre porque menores diâmetros implicam em maiores perdas de carga. Somados à um fluido com viscosidade maior, as perdas se tornariam excessivas, o que seria antieconômico.

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