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http://hdl.handle.net/11422/23867| Type: | Trabalho de conclusão de graduação |
| Title: | Estudo com fluidodinâmica computacional do efeito da presença de correntes de fuga em trocadores de calor casco e tubo |
| Author(s)/Inventor(s): | Leoni, Gabriel Batalha |
| Advisor: | Medronho, Ricardo de Andrade |
| Co-advisor: | Klein, Tânia Suaiden |
| Abstract: | Os trocadores de calor são equipamentos de grande importância para o meio industrial, sendo o trocador do tipo Casco e Tubo um dos mais utilizados. Dessa forma, é importante o estudo dos fenômenos físicos que ocorrem no seu interior, principalmente em seu casco, onde o escoamento tortuoso do fluido pelos tubos e chicanas é de difícil modelagem. O presente trabalho apresenta o projeto e análise, com fluidodinâmica computacional (CFD), de um trocador de calor Casco e Tubo, projetado a partir de um serviço típico de plataformas de petróleo. Nesse serviço, o óleo escoa no casco do trocador a fim de ser aquecido, buscando-se a redução da sua viscosidade, enquanto água de utilidade quente a alta pressão escoa nos tubos. Para o projeto do trocador, utilizou-se o software HTRI 6.0 com licença educacional. Desse software, além dos parâmetros geométricos do projeto, é possível se obter também o perfil de temperatura ao longo dos tubos e do casco. O primeiro foi utilizado na simulação com CFD, desenvolvida com pacote computacional ANSYS 15.0, de forma que a temperatura nos tubos fosse função da posição ao longo do eixo longitudinal do trocador. Dessa forma, o escoamento dentro dos tubos não foi simulado, utilizando-os apenas como fonte de calor e obstáculo físico. Foram consideradas geometrias com e sem as folgas diametrais, sendo essas responsáveis pela formação de correntes de fuga, de modo a comprovar sua importância para correta predição do escoamento e troca térmica. Foram testados os modelos de turbulência k-ε e SST, de forma a identificar o mais adequado e que fornece melhores predições. Os resultados obtidos com CFD mostraram boa compatibilidade entre os resultados do perfil de temperatura e pressão obtidos com o HTRI. Além disso, as correntes do modelo de correntes de Tinker foram quantificadas e comparadas com as estimadas pelo HTRI, obtendo-se resultados bastante próximos. |
| Keywords: | Trocadores de calor Fluidodinâmica computacional CFD |
| Subject CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::OPERACOES INDUSTRIAIS E EQUIPAMENTOS PARA ENGENHARIA QUIMICA |
| Production unit: | Escola de Química |
| Publisher: | Universidade Federal do Rio de Janeiro |
| Issue Date: | Mar-2014 |
| Publisher country: | Brasil |
| Language: | por |
| Right access: | Acesso Aberto |
| Citation: | LEONI, Gabriel Batalha. Estudo com fluidodinâmica computacional do efeito da presença de correntes de fuga em trocadores de calor casco e tubo. 2014. 68 f. TCC (Graduação) - Curso de Engenharia Química, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2014. |
| Appears in Collections: | Engenharia Química |
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