Avaliação fluidodinâmica de trocadores de calor de placas gaxetadas com enfoque em transferência de calor

Abstract

Trocadores de calor de placas gaxetadas (PHE) são equipamentos compactos, e.g. proporcionam elevada área de transferência de calor em razão de volume ou área de footprint, em razão da utilização de placas corrugadas de pequena espessura (até 0,8 mm). Apesar de permitir uma alta eficiência de troca térmica, a utilização de placas de pequena espessura diminui muito a resistência mecânica das mesmas, gerando falhas no PHE associadas às deformações excessivas nas placas. Essas falhas, além de comprometer a eficiência das plantas de processamento de petróleo, também apresentam impactos de SMS (segurança, meio ambiente e saúde), já que pode haver contaminação de fluidos e/ou vazamento de fluido para o exterior. Nos últimos anos, tem havido um grande esforço dos fabricantes desses equipamentos e dos usuários para uma melhor compreensão dos fenômenos envolvidos e desenvolver soluções paliativas para o aumento da robustez desse tipo de permutador. No que tange o funcionamento hidrodinâmico e térmico, a indústria de óleo e gás ainda carece de avaliações de transferência de calor, deposição (fenômeno conhecido por fouling) e problemas associados à distribuição irregular de vazão. As correlações disponíveis são baseadas em geometrias e condições operacionais que não são encontradas nos PHE empregados na indústria. Dessa forma, busca-se retratar típicas condições operacionais da indústria de óleo em laboratório para avaliação do coeficiente global de transferência de calor em PHEs.