Trocador De Calor Casco E Tubo

TROCADORES DE CALOR CASCO E TUBOS

- São trocadores amplamente utilizados em processos industriais (aquecimento, resfriamento, evaporação ou vaporização e condensação de todas as espécies de fluidos), quando se necessita de grandes áreas para transmissão de calor.

- Consiste de tubos paralelos, por onde circula um dos fluidos, montados num casco cilíndrico, no qual circula o outro fluido.

- Tem vantagens em termos de fabricação, custos e desempenho térmico. Podem ser construídos com grandes superfícies de troca de calor em um volume relativamente pequeno, apresentando grande flexibilidade nas condições de projeto e operação (ampla faixa de temperatura e pressão)

Projeto de trocadores de calor (características, fabricação, materiais) - Normas TEMA:

Classe R: condições severas de processamento de petróleo

Classe C: condições moderadas de operação , aplicação comercial: refrigeração

Classe B: serviços de processamento químico

Componentes básicos de trocador casco e tubos:

- Casco (1)

- Feixe de tubos

- Espelhos (2)

- Defletores (ou chicanas) (5)

- Cabeçotes (3 - carretéis e 4 - tampo)

- Tirantes (6)

Figura 1. Componentes de um trocador de calor casco e tubos

Defletores ou chicanas

- conduzem o escoamento do fluido de forma ora cruzado, ora paralelo, o que ocasiona certa turbulência e um maior tempo de residência do fluido do casco, levando a um aumento da transferência de calor

- ajudam a suportar os tubos no interior do casco, evitando a flexão dos mesmos orifícios anulares, disco e anel e segmentados

Figura 2. Tipos de defletores

Cabeçotes

- cabeçote estacionário: está ligado ao feixe de tubos e serve para admissão ou admissão e descarga do fluido dos tubos

- cabeçote de retorno: dá acabamento ao casco ou descarga do fluido dos tubos.

Caracterização de um trocador de calor - TEMA

Tipo: (cabeçote estacionário, casco e cabeçote de retorno)

Figura 3. Caracterização do trocador: casco e cabeçotes (TEMA)

Cabeçotes estacionários:

- Tipos A e B podem ser removidos sem a remoção dos tubos

- Tipos A e C permitem inspeção dos tubos sem a remoção do cabeçote

Cascos:

- Tipo E - mais usado

- Tipos G, H e J para reduzir a perda de pressão do fluido do casco e ainda no caso de condensadores em série

- Tipo K é usado como refervedor ou em refrigeradores e deve ter o diâmetro do casco bem maior do que o do feixe para prover espaço para o vapor formado.

Cabeçotes de retorno:

- Espelho fixo: Tipos L, M e N são iguais aos cabeçotes estacionários A, B e C.

- Cabeçote flutuante ou tubo em U: são usados quando há um grande diferencial de temperatura entre os fluidos e torna-se necessário prover o trocador para a dilatação do feixe de tubos (P, S e T)

Trocadores com espelhos fixos:

- construção simples

- o fluido do lado do casco é limpo e não corrosivo (Não se consegue atingir o lado do casco, para limpeza mecânica e a limpeza química é as vezes insatisfatória)

- o diferencial de temperatura entre os fluidos não for grande

- pressão no lado do casco á alta comparada com a dos tubos

Trocadores de cabeçote flutuante:

- espelho é móvel, permite o movimento entre casco e tubos ou uma expansão térmica diferencial entre o feixe de tubos e o casco.

- o feixe de tubos pode ser removido para inspeção, limpeza exterior, ou troca dos tubos. Pode-se fazer a manutenção de cabeçotes, e outros componentes no lado do casco, e também fazer a limpeza no interior dos tubos.

Trocadores com tubos em U:

- simplicidade de fabricação

- fácil remover o feixe de tubos, sendo portanto o tipo mais econômico

- a seção dobrada em U é livre para expandir-se no lado casco.

- o fluido que escoa nos tubos deve ser limpo, devido à dificuldade de limpeza dos tubos dobrados

- difícil a substituição dos tubos individualmente

Tamanho:

Diâmetro nominal:

- parte inteira, em polegadas, do número que mede o diâmetro interno do casco

- casco tipo K, deve-se usar a parte inteira do número que mede a gola ou garganta do casco, seguida da parte inteira do número que mede o diâmetro do casco propriamente dito.

Comprimento nominal:

- comprimento dos tubos, em polegadas

- tubos em U o comprimento nominal é dado pela reta que vai da extremidade do tubo até a extremidade