Dimensionamento de Casco e Tubo para Aplicações de Aquecimento e Resfriamento

Para trocadores casco e tubo, a SOLVE executa cálculos térmicos e hidráulicos considerando vazões, propriedades, fouling, arranjos de passes, velocidade nos tubos, perda de carga admissível, materiais e requisitos mecânicos básicos de aplicação. A entrega pode apoiar desde a substituição de equipamento existente até a definição de novo trocador para expansão, recuperação de calor ou adequação de processo.

A SOLVE também desenvolve análises e dimensionamentos de trocadores de calor do tipo casco e tubo para aplicações industriais de aquecimento, resfriamento, condensação, evaporação e recuperação de calor. Esse tipo de equipamento é amplamente utilizado em processos que exigem robustez mecânica, e compatibilidade com um grande range de pressões, temperaturas e fluidos.

O dimensionamento considera o balanço térmico do processo, as vazões dos fluidos quente e frio, temperaturas de entrada e saída, propriedades termofísicas, coeficientes de troca térmica, fatores de incrustação, arranjo de passes, velocidade nos tubos, perda de carga admissível, materiais de construção e limitações geométricas. A definição do lado de passagem de cada fluido, casco ou tubos, também é avaliada tecnicamente, considerando pressão, facilidade de limpeza, risco de incrustação, segurança operacional e custo de fabricação.

As imagens a seguir apresentam a etapa final do dimensionamento de um feixe tubular para trocador de calor casco e tubo, aplicado ao resfriamento de óleo de compressor parafuso em sistema de refrigeração industrial. Nesta configuração, a amônia saturada escoa pelo interior dos tubos em um sistema de termossifão, enquanto o óleo circula pelo lado do casco, permitindo a remoção da carga térmica rejeitada pelo óleo.

Esse tipo de aplicação é comum em situações em que há alteração do regime de operação do compressor, como mudanças nas condições de condensação ou evaporação. Nessas condições, o resfriador existente pode deixar de possuir área de troca térmica suficiente, tornando necessária a verificação do equipamento e, quando aplicável, o redimensionamento do feixe tubular, aumento da área de troca, revisão das velocidades de escoamento e validação das perdas de carga admissíveis.

O objetivo do dimensionamento é garantir que o resfriador de óleo seja capaz de manter a temperatura de operação dentro dos limites requeridos pelo compressor, preservando a estabilidade térmica do sistema e a segurança operacional da instalação.