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ESCOLHA DO TIPO ESCOLHA DO TIPO CONSTRUTIVOCONSTRUTIVO
•Tipos de Feixe Tubular•Trocadores tipo espelho fixo cabeçote traseiro tipo L, M ou N.
•Mais econômicos•Expansão térmica (∆T<50°F)•Coeficientes de película •Resistência de depósito
•Trocadores com tubos em U•Trocadores com cabeçote flutuante
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TUBOSTUBOSNormalmente utilizam-se tubos planos
Dimensões dos tubosComprimento = 8, 10, 12, 16 e 20 ft
Diâmetro e espessura da paredeDiâmetros = ¾” e 1”. ( 1½” também pode ser utilizado)Espessuras são padronizadas (BWG)
Disposição dos tubosQuadradoQuadrado rodadoTriangularTriangular rodado
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•Disposição dos tubos•Quadrado•Quadrado rodado
•Triangular•Triangular rodado
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Recomendação para disposição dos tubosRecomendação para disposição dos tubosDisposição
QuadradaTriangular
XMenor custo por unidade de área
XTubos em U
XFeixes removíveis
XPermutador com espelhos fixos
XLimpeza química do lado do casco
XRequerida limpeza mecânica da superfície externa dos tubos
XFator de incrustação > 0,002
XFator de incrustação <=0,002
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O passo é a distância entre centros de tubos adjacentes.Os passos mais utilizados são:
Passo (polegadas)Diâmetro externo (de) (pol.) QuadradaTriangular
1,25.de1,25.de> 1 ½
1 7/81 7/81 ½
1 ¼1 ¼1
115/16 - 1¾
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Número de trajetos nos tubosNormalmente o número máximo de trajetos utilizado é 8 (oito) e o mínimo 2 (dois)
Diâmetro do cascoDiâmetro máximo admitido pela TEMA = 60 pol.Requisitos adicionais são exigidos para cascos
entre 60 e 100 pol.Usualmente o diâmetro máximo utilizado é 48 pol,
com peso máximo de 15 toneladas.
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ChicanasChicanas
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Tem por finalidade suportar os tubos, evitando problemas de vibração, e garantir o fluxo cruzado
O corte da chicana tipo segmental é definido como a razão entre a altura da abertura e o diâmetro interno do casco
O corte para chicanas segmentais variam de 20% a 30%, sendo geralmente utilizado 25%
O passo da chicana é definido como o espaçamento longitudinal entre chicanas
O espaçamento máximo recomendado é igual ao diâmetro do casco
O espaçamento mínimo recomendado é 1/5 do diâmetro do casco ou 2”, adotando-se o que for maior
O espaçamento entre chicanas e espelhos é definido em função do tipo construtivo do trocador
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Bocais e Placas de ImpactoBocais e Placas de ImpactoLocação dos bocais
•Fluidos sendo aquecidos ou vaporizados devem escoar do fundo em sentido ao topo de trocador, tanto no lado dos tubos como do casco•Fluidos sendo condensados ou resfriados devem escoar do topo em sentido ao fundo do trocador, tanto no lado dos tubos como do casco
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Dimensões dos bocaisDimensões dos bocais
Líquido:Tubos s
ftVmáx 10=
33000
ftlbmems
ftVmáx ρρ
=Casco
Gases (para tubos e casco)
psiempft
lbmemsftpVmáx 31,16 ρ
ρ=
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Recomendações para diâmetros de conexões do cascoRecomendações para diâmetros de conexões do casco
10Acima de 39
831 – 37
623 ¼ - 29
419 ¼ - 21 ¼
312 – 17 ¼
2Menor que 12
Diâmetro das conexões (pol.)
Diâmetro interno do casco (pol.)
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Placas de ImpactoPlacas de Impacto
2VρDevem ser utilizadas quando excederos seguintes valores:
•1500 lbm/ft.s2 para fluidos não corrosivos, não abrasivos e sem mudança de fase•500 lbm/ft.s2 para todos os outros fluidos •Sempre que o fluido no casco seja gasoso, vapor condensado ou mistura líquido+vapor
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Pressões e TemperaturasPressões e Temperaturasde Projetode Projeto
As pressões de projeto de um trocador de calor estarão na faixa de 10% a 20% maiores que as pressões de operação dos fluidos
Para as temperaturas de projeto deve-se considerar as máximas temperaturas esperadas, ou cerca de 50 °F acima das temperaturas de operação dos fluidos
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MateriaisMateriais
A seleção de materiais para a fabricação dos trocadores de calor depende das condições de processo e das características dos fluidos de trabalho.
A TEMA apresenta, na sua secção 8, uma lista de materiais recomendados, para as várias partes dos trocadores de calor
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FOLHA DE DADOSFOLHA DE DADOS
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FOLHA DE DADOS – TROCADOR DE CALORCLIENTE: OPERAÇÃO No DO DOCUMENTO RE
VUNIDADE: FOLHA _______ DE
__________LOCAL: AUT._________ DATA
________1 SERVIÇO ITEM No QUANT.2 DIMENSÃO TIPO LIGADOS EM3 SUPERF./UNIDADE CASCO/UNIDADE SUPERF./CASCO4 CARACTERÍSTICAS DE UMA UNIDADE5 LADO DO CASCO LADO DOS TUBOS6 FLUIDO EM CIRCULAÇÃO Gasolina Água de resfriamento7 QUANTIDADE TOTAL FLUIDO ENT (kg/h) 22 695 97 5458 VAPOR (kg/h)9 LÍQUIDO (kg/h)10 VAPOR DE ÁGUA (kg/h)11 NÃO CONDENSÁVEIS (kg/h)12 FLUIDO VAPORIZ. OU CONDENS. (kg/h)13 VAPOR CONDENSADO (kg/h)14 DENSIDADE DO LÍQUIDO 0,720 / 0,781 0,996 / 0,99815 VISCOSIDADE ENT. E SAÍDA ( cp ) 0,25 / 0,50 0,80 / 0,6016 PESO MOLECULAR DO VAPOR17 CALOR ESPECÍFICO DO LÍQUIDO (kJ/kg.°C) 2,17 4,1718 CALOR LATENTE (kJ/kg)19 CONDUTIVIDADE TÉRMICA ( W/m.°C) 0,12 / 0,13 0,5820 TEMPERATURA ENTRADA ( °C) 104 3021 TEMPERATURA SAÍDA ( °C) 38 3822 PRESSÃO DE OPERAÇÃO (bar man.) 6,0 4,023 No DE PASSES POR CASCO24 VELOCIDADE DE CIRCULAÇÃO ( m/s)25 QUEDA DE PRESSÃO (bar) CALC: PERM:0,5
0,0006CALC: PERM: 0,7
0,000426 FATOR INCRUSTAÇÃO ( m 2.°C/ W)27 CALOR TROCADO (kW) 2 004 MLDT (CORRIGIDA) ( °C)28 RENDIMENTO – SERVIÇO ( ) LIMPO
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29 DETALHES DE CONSTRUÇÃO E MATERIAIS
30 PRESSÃO DE PROJETO (bar man.)
31 PRESSÃO DE TESTE (bar man.)
32 TEMPERATURA DE PROJETO ( °C)
33 TUBOS A.C. QUANT D.E. BWG COMP PASSO
34 CASCO A.C. D.E D.I. ESPESS.
35 TAMPO DO CASCO A.C. TAMPO DO CABEÇOTE FLUTUANTE A.C.
36 CARRETEL A.C. TAMPO DO CARRETEL
37 ESPELHO FIXO A.C. ESPELHO FLUTUANTE A.C.
38 CHICANAS TRANSVERSAIS A.C. PASSO TIPO ESPESS.
39 CHICANAS LONGITUDINAIS TIPO ESPESS.
40 SUPORTES DOS TUBOS ESPESS. No TIRANTES
41 JUNTAS DE VEDAÇÃO JUNTAS DE VEDAÇÃO SOBRESSALENTES
42 CONEXÕES DO CASCO – ENTRADA 6” SAÍDA 6” TIPO
43 CONEXÕES DO CARRETEL – ENTRADA 10” SAÍDA 10” TIPO
44 TOL. P/ CORROSÃO: LADO DO CASCO 3 mm LADO DOS TUBOS 3 mm
45 CÓDIGOS: ANEL DE TESTE Requerido
46 PESOS: CASCO FEIXE TUBULAR CHEIO D’ÁGUA
47 FABRICANTE:
48 DESENHOS DE CONJUNTO
OBSERVAÇÕES:
1) GARANTIA QUANTO AO DESEMPENHO DA UNIDADE É
RESPONSABILIDADE DO FABRICANTE
ESTE DOCUMENTO FAZ PARTE DA REQUISIÇÃOREV
DATA POR
VER APROV DESCRIÇÃO
REV DATA POR
VER
APROV
DESCRIÇÃO
13
130
8,5
60
14 20 ft 1” ¾”
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Projeto TérmicoProjeto Térmico
Dimensionamento do Trocador de Calor