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Tipo documento: Trabalho de Conclusão de Curso
Título: Dimensionamento e simulação de um trocador de calor do tipo casco-tubo de pequenas dimensões
Autor(es): Martins, Mickaela Yuriko
Orientador(a): Ramirez, Maribel Valverde
Membro da Banca: Ramirez, Maribel Valverde
Membro da Banca: Felizardo, Marcos Paulo
Membro da Banca: Oliveira, Mauro Lucio Naves
Resumo : A troca térmica entre dois fluidos que estão em temperaturas diferentes e separados por uma parede sólida ocorre em muitas aplicações de engenharia e o dispositivo utilizado para realizar este processo é denominado trocador de calor. Existem diversas configurações de trocadores de calor, podendo ser classificados de acordo com o tipo de escoamento do fluido, características construtivas ou demanda de troca térmica. No presente estudo, será abordado o trocador de calor casco-tubo, intensamente utilizado para aplicações industriais. No projeto de um trocador de calor casco-tubo é necessário analisar a melhor construção para o processo no qual ele será utilizado. Para isso, foi realizado o dimensionamento analítico do trocador de calor através do Método Bell-Delaware, um método difundido para o dimensionamento de trocadores cascotubo e que apresenta boa acurácia. Para analisar o resultado obtido analiticamente, foi realizado uma simulação computacional (CFD) utilizando o software ANSYS-CFX versão Student no intuito de avaliar a troca térmica realizada pelo equipamento. Para obter uma simulação com boa precisão avaliou-se a geração da malha, que é um dos principais parâmetros de qualidade de uma simulação. Os resultados mostraram uma boa aproximação entre o método analítico e computacional, indicando que a simulação foi assertiva, porém, com uma baixa porcentagem de erro. Para analisar a influência do corte das chicanas na troca térmica, foi simulado o mesmo sistema para cortes de chicanas maiores.
Resumo em lingua estrangeira: Thermal exchange between two fluids that are at different temperatures and separated by a solid wall occurs in many engineering applications and the device used to carry out this process is called a heat exchanger. There are several configurations of heat exchangers, which can be classified according to the type of fluid flow, construction or demand for thermal exchange. In the present study, the shell-and-tube heat exchanger, which is intensively used for industrial applications, will be addressed. In a shell-and-tube heat exchanger design, it is necessary to analyze the best construction for the process in which it will be used. For this, an analytical dimensioning of the heat exchanger was carried out using Bell-Delaware’s Method, a widespread and well accurate method for dimensioning of shell-and-tube. To analyze results obtained analytically, a computer simulation (CFD) was performed using ANSYS-CFX Student version software in order to evaluate thermal exchange performed by the equipment. In order to obtain a precise simulation, mesh generation was evaluated, which is one of the main quality control parameters of a simulation. End results showed a good approximation between analytical and computational methods, indicating that the simulation was assertive, however, with a low percentage of error. In order to analyze the influence of the baffles cut on the thermal exchange, the same system was simulated for larger baffle cuts.
Palavra-chave: Trocador de calor casco-tubo
Dimensionamento
Simulação
CFD
Método bell-delaware
Palavra-chave em lingua estrangeira: Shell-and-tube heat exchanger
Design
Simulation
CFD
Bell-delaware method
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal de Mato Grosso
Sigla da instituição: UFMT CUVG - Várzea Grande
Departamento: Instituto de Engenharia – Várzea Grande
Programa: Engenharia Química - CUVG
Referência: MARTINS, Mickaela Yuriko. Dimensionamento e simulação de um trocador de calor do tipo casco-tubo de pequenas dimensões. 64 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Química) - Faculdade de Engenharia, Universidade Federal de Mato Grosso, Cuiabá, 2021.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://bdm.ufmt.br/handle/1/1861
Data defesa documento: 18-May-2021
Aparece na(s) coleção(ções):Engenharia Química - Várzea Grande

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