Título: DESENVOLVIMENTO DE UMA FERRAMENTA COMPUTACIONAL PARA O DIMENSIONAMENTO DE TROCADORES DE CALOR CASCO E TUBOS
Título alternativo: DEVELOPMENT OF A COMPUTATIONAL TOOL FOR SIZING SHELL AND TUBE HEAT EXCHANGERS
Autoria de: Luiza Caldas Goncalves
Orientação de: Nathan Sombra Evangelista
Presidente da banca: Nathan Sombra Evangelista
Primeiro membro da banca: Iara Hernandez Rodriguez Ansoni
Segundo membro da banca: Suellen Mendonça Nascimento
Palavras-chaves: troca térmica, método Kern, incrustação, Visual Basic for Application (VBA), Excel.
Data da defesa: 27/01/2025
Semestre letivo da defesa: 2024-2
Data da versão final: 13/02/2025
Data da publicação: 13/02/2025
Referência: Goncalves, L. C. DESENVOLVIMENTO DE UMA FERRAMENTA COMPUTACIONAL PARA O DIMENSIONAMENTO DE TROCADORES DE CALOR CASCO E TUBOS. 2025. 61 p. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Química Bacharelado)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2025.
Resumo: Trocadores de calor casco e tubos são equipamentos formados por uma carcaça que comporta uma grande quantidade de tubos internos, possibilitando a troca de calor entre fluidos em escoamento. Na indústria, estes equipamentos podem ser utilizados para aquecer ou arrefecer correntes de processo, além de promover a evaporação ou condensação de fluidos. Na prática, estas operações são importantes para diversas aplicações, como na maximização da velocidade de reações, otimização de consumo energético de equipamentos e descarte de efluentes em temperaturas adequadas. Na prática da Engenharia, o dimensionamento de trocadores de calor é realizado por meio de softwares comerciais, que podem ter custos de aquisição eou manutenção proibitivos, sobretudo para discentes. Assim, o objetivo deste trabalho foi desenvolver uma ferramenta computacional gratuita capaz de realizar a avaliação térmica e hidráulica de trocadores de calor casco e tubos. Para realizar a análise térmica do trocador, o software compara a resistência de incrustação fornecida pelo usuário com a resistência calculada a partir do método Kern se a resistência de incrustação calculada for menor que a fornecida pelo usuário, o projeto térmico é considerado satisfatório. Em adição, o software considera que o trocador satisfaz o projeto hidráulico se a queda de pressão máxima calculada pelo método Kern for menor que a fornecida pelo usuário. A ferramenta foi implementada na linguagem de programação VBA (Visual Basic for Applications), que está disponível no Microsoft Excel, e está disponível como um arquivo de planilha, para facilitar o acesso. Os principais diferenciais do programa proposto incluem uma interface acessível e fácil de usar, permitindo uma operação simplificada a capacidade de realizar cálculos rapidamente além de ser disponibilizado gratuitamente, o que representa uma importante contribuição para a comunidade de Engenharia Química.
Abstract: Shell and tube heat exchangers are pieces of equipment made up of a housing with a large number of internal tubes, enabling heat exchange between flowing fluids. In industry, this equipment can be used to heat or cool process streams, as well as promoting the evaporation or condensation of fluids. In practice, these operations are important for various applications, such as maximizing the speed of reactions, optimizing the energy consumption of equipment and disposing of effluents at suitable temperatures. In engineering practice, heat exchanger sizing is carried out using commercial software, which can be prohibitively expensive to purchase andor maintain, especially for students. The aim of this work was therefore to develop a free computational tool capable of carrying out thermal and hydraulic evaluations of shell and tube heat exchangers. To carry out the thermal analysis of the exchanger, the software compares the fouling resistance provided by the user with the resistance calculated using the Kern method if the calculated fouling resistance is lower than that provided by the user, the thermal design is considered satisfactory. In addition, the software considers that the exchanger satisfies the hydraulic design if the maximum pressure drop calculated by the Kern method is lower than that supplied by the user. The tool has been implemented in the VBA (Visual Basic for Applications) programming language, which is available in Microsoft Excel, and is available as a spreadsheet file for easy access. The main differentials of the proposed program include an accessible and easy-to-use interface, allowing for simplified operation the ability to perform calculations quickly as well as being made available free of charge, which represents an important contribution to the Chemical Engineering community.
URI alternaviva: sem URI do Repositório Institucional da UFLA até o momento.
Curso: G033 - ENGENHARIA QUÍMICA (BACHARELADO)
Nome da editora: Universidade Federal de Lavras
Sigla da editora: UFLA
País da editora: Brasil
Gênero textual: Trabalho de Conclusão de Curso
Nome da língua do conteúdo: Português
Código da língua do conteúdo: por
Licença de acesso: Acesso aberto
Nome da licença: Licença do Repositório Institucional da Universidade Federal de Lavras
URI da licença: repositorio.ufla.br
Termos da licença: Acesso aos termos da licença em repositorio.ufla.br
Detentores dos direitos autorais: Luiza Caldas Goncalves e Universidade Federal de Lavras
Baixar arquivo