3º ano 6º semestre

Aula 21

Instalações Térmicas

Aula 21: Dispositivos de recuperação de calor

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Tópicos

Definição

Tipos de Trocadores de Calor

Coeficiente Global de Transferência de Calor

Análise de Termopermutadores de Calor

Trocadores de Calor de Multipasses e de Fluxo Cruzado (uso

do factor de correcção)

Recuperadores por convecção

Recuperador do Tipo Canal

Permutadores

Refrigeradores

Balanço de Calor Real

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21.1- Dispositivos de recupera ção de calor. Definição

Trocador de calor ou recuperador de calor é o dispositivo

usado para realizar o processo da troca térmica entre dois

fluidos a diferentes temperaturas. Pode-se utilizá-los no

aquecimento e resfriamento de ambientes, no

condicionamento de ar, na conversão de energia, na

recuperação de calor e no processo químico.

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Os gases residuais deixam o forno com uma ainda apreciável

quantidade de calor. Quanto maior é a temperatura dos gases

menor é o coeficiente de utilização do calor no forno.

É então racional retornar parte do calor que sai com os gases de

escape de volta para o forno e assim aumentar a eficiência

deste, a temperatura de combustão e dessa forma poupar

combustível. Para fazer isto o calor deve ser transferido num

termopermutador de calor para o ar ou gás a ser fornecido ao

forno para a combustão. Este termopermutador de calor pode

ser do tipo regenerativo ou recuperativo.

21.1- Dispositivos de recupera ção de calor. Definição

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São dispositivos de troca de calor armazenativos, ambos os

fluidos percorrem alternadamente as mesmas passagens de

troca de calor. A superfície de troca de calor geralmente é

de uma estrutura chamada matriz. Em caso de aquecimento

o fluído quente atravessa a superfície de troca de calor e a

energia térmica é armazenada na matriz. Posteriormente

quando o fluído frio passa pelas mesmas passagens, a

matriz liberta a energia térmica.

21.1.1- Trocadores de Calor Regenarativos

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21.1.1- Trocadores de Calor Regenarativos

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21.1.2- Trocadores de Calor Recuperativos

Nos trocadores de calor recuperativos há um fluxo contínuo

de calor do fluído quente para o frio através de uma parede

que os separa. Não há mistura entre os fluxos pois cada

corrente permanece em passagens separadas. Alguns

exemplos deste tipo de termopermutador são os trocadores

de placa, os tubulares e os de superfície estendida. Os

recuperadores constituem a vasta maioria dos trocadores de

calor existentes.8

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21.1.2- Trocadores de Calor Recuperativos

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21.1.2- Trocadores de Calor Recuperativos

Num funcionamento normal do forno ao espaço de trabalho

tem que ser fornecido a cada hora uma específica

quantidade de calor que inclui o calor físico do ar ou gás

pré-aquecido (Qph) e o calor químico do combustível (Qch)

isto é:

QΣ = Qph + Qch

Naturalmente que se QΣ = constante, Qch pode ser diminuido

com o aumento de Qph, por outras palavras a utilização do

calor gos gases de escape pode diminuir o consumo de

combustível e a quantidade de combustível poupado de

pende do grau de utilização do calor.

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21.1.2- Trocadores de Calor Recuperativos

O grau de utilização é dado por:

R=Ia/Ige

Onde Ia é a entalpia dos ar pré-aquecido, (kW ou kJ/periodo) e

Ige é a entalpia dos gases de escape que saem do forno (kW

ou kJ/Período).

O grau de utilização é expresso em percentagem e também

pode ser chamado eficiência do recuperador (regenerador)

ηr=Ia/Ige·100%

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21.1.2- Trocadores de Calor Recuperativos

Com o ηr conhecido a economia em combustível pode ser

pela expressão:

Onde i´ge é a entalpia dos gases de escape a temperatura

de queima kj/m3 e ige é a entalpia dos gases de escape que

saem do forno.

100%

1 1

a ge

ge ge

i iR

i i R

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21.2 -Tipos De Trocadores De Calor

Os trocadores de calor podem ser classificados de acordo

com a disposição das correntes dos fluidos:

contracorrente,

correntes paralelas,

correntes cruzadas e

multipasse.

- De acordo com o tipo de construção

tubos coaxiais,

casco e;

tubos e compactos.13

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Trocadores de calor com correntes paralelas e contracorrente

21.2 -Tipos De Trocadores De Calor

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21.2.1 -Trocadores de Calor com Multipasse

Existem situações em que, devido a restrições de espaço,

económicas ou condições técnicas específicas opta-se por

construir trocadores com multipasse nos tubos e ou no casco.

Trocadores de Calor com Multipasse

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21.2.2 -Trocadores de Calor de Correntes Cruzadas

Nos trocadores de calor de correntes cruzadas, os fluidos

se deslocam em correntes perpendiculares uma à outra.

Neste caso os trocadores podem ser alhetados ou sem

alhetas, diferindo pelo facto dos fluidos que se movem

sobre os tubos estarem ou não misturados.

Nos dois casos anteriores é possível aplicar as equações

para trocadores em corrente e contracorrente simples,

com uma modificação.

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Trocador de Calor de casco e tubos com um passe no casco e

um passe nos tubos (Contracorrente).

21.2.2 -Trocadores de Calor de Correntes Cruzadas

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21.2.2 -Trocadores de Calor de Correntes Cruzadas

Trocador de Calor de casco e tubos

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21.3-O Coeficiente Global de Transferência de Calor

É um coeficiente que caracteriza a resistência térmica total

à transferência de calor entre os dois fluidos (quente e frio).

O efeito da resistência térmica pode ser incluído nos

cálculos através das formulas que se seguem.

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21.3-O Coeficiente Global de Transferência de Calor

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ln1 1

2

o i

total i parede o

g i o o

D DR R R R R

h A kL h A

ln

2

o i

parede

D DR

kL

A resistência térmica para um trocador do tubo e carcaça

representa-se por:

Onde k é a condutividade térmica e L o comprimento do

tubo. A resistência térmica total passa a ser:

(21.1)

(21.2)

21.3-O Coeficiente Global de Transferência de Calor P

rof.

Dou

tor

Eng

º Jo

rge

Nha

mbi

u ◊

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Onde

hgc - o coeficiente de transferência de calor por convecção e

hgr – coeficiente de transferência de calor por radiação

O calor transferido do lado dos gases faz-se por radiação e

convecção, dai o coeficiente de transferência de calor para

esse lado determinar-se de

(21.3)

21.3-O Coeficiente Global de Transferência de Calor

2/ ºc r

g g gh h h W m C

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1 1 1 1 1parede

s i i o o g i o o

R RUA U A U A h A h A

A taxa de troca de calor entre os dois fluídos é dada por:

Sendo U o coeficiente global de transferência de calor em

W/m2.ºC

(21.4)

(21.5)

21.3-O Coeficiente Global de Transferência de Calor

i i o o

TQ UA T U A T U A T W

R

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Geralmente os trocadores de calor tem duas superfícies

que não são iguais, a interna e a externa, dai terem

também dois Coeficientes Globais de Transferencia de

calor que não são iguais Ui≠Uo. Ui=Uo somente se Ai=Ao

Quando o tubo é muito delgado geralmente despreza-se

a resistência térmica da parede deste (Rparede≈0) daí:

1 1 1

i oU h h (21.6)

21.3-O Coeficiente Global de Transferência de Calor

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Caso de alhetas

alhetadas n alheta alhetaA A A

As alhetas, por aumentarem a área superficial diminuem a

resistência à transferência convectiva de calor, influindo assim

no coeficiente global de transferência de calor

Se o tubo tiver alhetas em um dos lados a área total desse

lado será dada por:

Se as alhetas não se aproximarem de isotérmicas escreve-se:

(21.7)

(21.8)

21.3-O Coeficiente Global de Transferência de Calor

2

alhetadas total alheta nA A A A m

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Tabela 21.1 Valores representativos de coeficientes globais de

transferencia de calor

Tipo de trocador de Calor U, W/m2·C

Trocadores de calor de água-para-água 850 – 1700

Trocadores de calor de água-para-óleo 100 – 350

Água- para-gasolina ou querosene 300 – 1000

Aquecedores de água de alimentação tratada 1000 – 8500

Vapor-para-óleo combustível leve 200 – 400

Vapor-para-óleo combustível pesado 50 – 200

Condensadores de vapor 1000 – 6000

Condensadores de Freon (resfriados com agua) 300 – 1000

Condensadores de Amónia (água nos tubos) 800 – 1400

Condensadores de Álcool (água nos tubos) 250 – 700

Gás – para gás 10 – 40

Água para ar em tubos alhetados (agua nos tubos) 30 – 60 (1)

400 – 850 (1)

Vapor - para ar em tubos alhetados (vapor nos tubos) 30 – 300 (1)

400 – 4000 (2)

(1) Baseado na área do lado do ar

(2) Baseado na área do lado da agua ou do vapor

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21.3.1 -Factores de incrustação

Durante a operação normal de um trocador de calor, as

superfícies ficam sujeitas a incrustações de impureza dos

fluidos, à formação de ferrugem e a outras reacções entre os

materiais do fluido e das paredes, aumentando assim a

resistência à transferência de calor entre os fluidos, influindo

deste modo no coeficiente de transferência de calor.

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" "

, ,

1 1 1

ln1 1

2

i i o o

f i f oo i

g i i o o

UA U A U A

R RD D

h A A kL Ai h A

Para um termopermutador de tubo e carcaça sem alhetas

pode-se escrever:

Onde:

Ai= πDiL e Ao= πDoL são as áreas das superfície interna e

externa e Rf,i e Rf,o os factores de incrustação para as

superfícies interna e externa.

(21.9)

21.3.1 -Factores de incrustação

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Tabela 21.2 - Factores de incrustação

Fluído R”f(m2.K/W)

Água do mar e agua de caldeira tratada (abaixo de 50ºC)

0,0001

Água do mar e agua de caldeira tratada (acima de 50ºC)

0,0002

Água do rio (abaixo de 50ºC) 0,0002-0,001

Gasóleo 0,0009

Líquidos refrigerantes 0,0002

vapor 0,0001

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21.4 -Analise de Termopermutadores de Calor

Onde:

Vf,Vq - são os fluxos volumétricos

cpf,cpq – calores específicos

tf,out,tq,out – temperaturas de saída

tf,in,tq,in – temperaturas de entrada

Para um trocador de calor o calor transferido por cada

elemento de área para um fluído frio na base da Primeira Lei

da Termodinâmica escreve-se:

Para o fluído quente escreve-se:

(21.10)

(21.11) , ,gg p g in g outQ V c t t W

, ,arar p ar out ar inQ V C t t W

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fgQ mh

Devem ser considerados dois casos

particulares de trocadores de calor

usados na prática que são os

condensadores e os vaporizadores. Um

dos fluídos no dispositivo está em

mudança de fase e o processo de troca

de calor pode-se escrever:

(21.12)

21.4 -Analise de Termopermutadores de Calor

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s mQ UA T

Durante a mudança de fase o fluido

absorve ou liberta uma grande quantidade

de calor então escreve-se, C = mCp→∞

quando ΔT →0. A troca de calor pode-se

escrever usando a lei de resfriamento de

Newton do seguinte modo:

(21.12)

21.4 -Analise de Termopermutadores de Calor

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21.4.1-Método da Diferença Media Logarítmica

gg p gQ V c dt

arar p arQ V C dt

Assumindo que a superfície

externa do termopermutador de

calor está isolada, o que faz

admitir que qualquer troca de

calor se faz entre os dois fluidos,

desprezando a energia cinética e

potencial o balanço de energia em

cada secção diferencial do

trocador pode ser expressa como:

e

(21.13)

(21.14)

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s lmQ UA T

1 2

1 2lnlm

T TT

T T

Finalmente resolvendo as Equações para VfCpf e VqCpq e

substituindo na Equação, depois de alguns arranjos obtém-se

Onde:

É a temperatura média logarítmica que é limitada a

trocadores de calor de fluxos paralelos e contra-corrente.

(21.15)

(21.16)

21.4.1-Método da Diferença Media Logarítmica

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21.5-Trocadores de Calor de Multipasses e de Fluxo Cruzado (uso do factor de correcção)

2 1

1 1

t t

PT t

, lm lm FCT F T

lado do tubo1 2

1 2 lado da carcaca

mCpT T

Rt t mCp

Nos casos de trocadores de calor de fluxo cruzado e de

multipasses não se usa a anterior é necessário multiplicar a

diferença media logaritmica que está relacionada com a dos

fluxos em contracorrente por um factor F

O factor F determina-se de gráficos por meio de duas

relações de temperaturas:

(21.17)

(21.18)

(21.19)

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Factores de correcção para trocadores de tubo e carcaça e de correntes cruzadas

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21.6-Recuperadores por convecção

Conforme o nome indica, nestes dispositivos a recuperação

de calor entre o fluído primário e o secundário realiza-se

fundamentalmente por convecção.

Caracterizam-se por um contacto total entre os gases e os

tubos que constituem o recuperador, pelo que são

especialmente indicados nos

seguintes casos:

Para temperaturas de trabalho inferiores a1000 - 1050 ºC.

Para correntes gasosas ou fumos moderadamente limpos

(ausentes de partículas) e sem componentes especialmente

corrosivos.37

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Recuperadores por convecção

Recuperador de convecção

tipo canal.

21.6-Recuperadores por convecção

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Vista panorâmica do conjunto das superfícies tubulares.

21.6-Recuperadores por convecção

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21.7-Recuperador do Tipo Canal

Estes recuperadores podem ser de dois tipos:

Recuperadores de conjuntos tubulares soltos, para

introduzir num canal de fumos horizontal (subterrâneo

ou aéreo) ou vertical (chaminé).

Recuperadores de conjuntos tubulares com armação,

revestido interiormente para os casos em que não existe

um canal de fumos definido (horizontais e verticais).

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Recuperador do Tipo Canal

Recuperador de quatro conjuntos

com armação. Fumos verticais /

Recuperador horizontal.

21.7-Recuperador do Tipo Canal

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Para os casos em que se pretende um aproveitamento

térmico máximo dos fumos, existe a possibilidade de

encontrar soluções técnicas mediante a combinação de dois

ou mais recuperadores, tanto em série como em paralelo.

Estes tipos de equipamentos são de especial aplicação num

grande número de sectores industriais tais como o

Siderúrgico, em fornos de recozimento, reaquecimento, em

estufas de ar de alto-forno; em fornos de calcinação, de

torrefacção; em instalações de incineração e de secagem de

lodos procedentes de depuradoras, etc.

21.7-Recuperador do Tipo Canal

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Recuperador do Tipo Canal. Recuperador de seis conjuntos tipo canal. Fumos horizontais / Recuperador vertical.

21.7-Recuperador do Tipo Canal

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21.8-Permutadores

Num permutador à semelhança do que acontece num

recuperador tipo canal, a transferência de calor realiza-se

por convecção.

Estes equipamentos caracterizam-se por um design mais

compacto, o que permite uma montagem rápida e simples.

Construtivamente, num permutador, o conjunto de tubos é

solidário com a armação que o contém, evitando possíveis

rupturas como consequência das diversas dilatações

térmicas entre o conjunto de tubos e a armação, mediante a

introdução de compensadores ou mediante a curvatura dos

tubos do conjunto.

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Permutador de 3 passes a contra-corrente.

21.8-Permutadores

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Estes equipamentos são adequados às seguintes aplicações:

Quando a temperatura dos fumos não é excessivamente

alta, da ordem dos 700 a 750 ºC, salvo casos especiais.

Quando não se dispõe de um canal no qual se possa

introduzir o conjunto tubular.

O campo de aplicação dos permutadores é muito amplo,

sendo especialmente adequados em instalações de

incineração de dissolventes da indústria automóvel, em

instalações de co-geração, em instalações de tratamento de

superfícies metálicas e plásticas, etc.

21.8-Permutadores

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Permutador de dois passes em correntes paralelas.

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Permutador de 3 passes em contra-corrente.

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21.9-Refrigeradores

O principio de funcionamento de um refrigerador de gases,

é o mesmo dos equipamentos anteriormente descritos,

todavia neste caso o que se pretende é refrigerar um fluído

primário e não realizar um aproveitamento térmico

mediante o aquecimento de um fluído secundário.

Habitualmente estes equipamentos instalam-se como um

passo prévio a uma depuração de fumos, para evitar que

estes cheguem ao sistema de depuração a uma temperatura

excessivamente alta, constituindo uma alternativa à

diluição com ar, o que exigiria um sobre-dimensionamento

dos sistemas citados.49

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Antes do projecto destes tipos de equipamentos, é

necessário conhecer o teor de poeiras nos gases a

refrigerar, assim como a sua natureza. Tudo isto com o

objectivo de projectar um equipamento no qual não se

acumulem grandes sujidades o que obrigaria a realizar

operações de limpeza com uma frequência indesejada.

21.9-Refrigeradores

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Conjunto de dois refrigeradores de fumos ligados em série,

com quatro grupos de refrigeração cada um.

21.9-Refrigeradores

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Deve-se também ter em conta a capacidade de separação da

poeira da corrente gasosa que a contém, em todas aquelas

zonas em que se produzem turbilhões ou em variações da

secção de passagem, o que obriga a incluir no projecto

sistemas que permitam a recolha e extracção das poeiras

acumuladas para que não impeçam a correcta transferencia

de calor.

21.9-Refrigeradores

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outo

r E

ngº

Jorg

e N

ham

biu ◊

Inst

alaç

ões T

érm

icas

Resumindo, no projecto dum refrigerador, os factores a ter

em conta são :

Tipo de fluido.

Teor de poeira.

Operações de limpeza e manutenção.

Ligação do equipamento à restante instalação.

Em função disto, podem-se estabelecer diversas soluções

técnicas que passam pela adopção de uma disposição:

Vertical / Horizontal.

Modular (um único ou vários ventiladores)..

Um ou vários passos.

21.9-Refrigeradores

53

Pro

f. D

outo

r E

ngº

Jorg

e N

ham

biu ◊

Inst

alaç

ões T

érm

icas

Refrigerador de fumos com quatro grupos de refrigeração.

21.9-Refrigeradores

54

Pro

f. D

outo

r E

ngº

Jorg

e N

ham

biu ◊

Inst

alaç

ões T

érm

icas

21.10 - Balanço de Calor Real

O balanço de calor do recuperador faz-se assumindo que

10% do calor perde-se para o exterior:

0,9ar ar

in in out out out out in in

g pg g pg g ar p ar p arV c t c t V c t c t

Para recuperadores não herméticos o balanço deve-se incluir

as infiltrações de ar nas passagens do gás. Isto é de suma

importância para recuperadores cerâmicos onde as perdas

podem variar entre 15 e 30%. A equação de balanço então

pode ser escrita da seguinte forma

0,9g g ar g

in in out out out out out out

g p g p g ar p ar a p gV c t c t V c t V c t

(21.20)

(21.21)

55

Pro

f. D

outo

r E

ngº

Jorg

e N

ham

biu ◊

Inst

alaç

ões T

érm

icas

Marcha de Cálculo (1)

Dados:

Velocidade do ar

Velocidade dos gases de escape

Coeficiente de excesso de ar

Temperatura do gás de escape a entrada

Temperatura do ar a entrada

Temperatura do ar a saída

Estimado:

Temperatura do gás de escape à saída

56

Pro

f. D

outo

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ngº

Jorg

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ham

biu ◊

Inst

alaç

ões T

érm

icas

Consultados em tabelas:

Cp do ar a entrada;

Cp do ar a saída;

Cp dos compostos do gás de escape a temperatura de

entrada no termopermutador;

Cp dos compostos do gás de escape a temperatura

estimada de saída do termopermutador;

Coeficiente Global de Transferência de Calor para as

condições de velocidade dadas.

Marcha de Cálculo (2)

57

Pro

f. D

outo

r E

ngº

Jorg

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ham

biu ◊

Inst

alaç

ões T

érm

icas

Ábaco para a determinação do U

58

Pro

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outo

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Jorg

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ham

biu ◊

Inst

alaç

ões T

érm

icas

2 2

2 2 2 2

( ) ( )

( ) ( )

out out

p p g estimada p g estimadag RO RO RO RO

out out

p g estimada p g estimadaO O H O H O

c c t r c t r

c t r c t r

Calcula-se o calor específico à pressão constante para os gases

à temperatura de entrada no termopermutador de:

2 2

2 2 2 2

in in

p p g p gg RO RO RO RO

in in

p g p gO O H O H O

c c t r c t r

c t r c t r

Calcula-se o calor específico à pressão constante para os gases

à temperatura estimada de saída do termopermutador de:

(21.22)

(21.23)

[kJ/m3oC]

[kJ/m3ºC]

Marcha de Cálculo (3)

59

Pro

f. D

outo

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Jorg

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ham

biu ◊

Inst

alaç

ões T

érm

icas

Calcula-se o erro entre a temperatura calculada e a assumida

que não deve superar os 10%, se esta superar então a partir da

temperatura calculada, calcula-se novamente o calor específico

dos gases de escape à saída

( ) ( )

( )

100 %

out out

g estimada g calc

out

g estimada

t t

t

o

( ) C0,9

ar ar

o out out in inin inar p ar p arpg gout

g calc out out

pg g pg

V c t c tc tt

c V c

Da fórmula de balanço calcula-se a temperatura de saída dos

gases de escape:

(21.24)

(21.25)

Marcha de Cálculo (4)

60

Pro

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Jorg

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Inst

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ões T

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icas

kJ

har ar ar

o out out in in

p ar p arQ B V c t c t

Calcula-se o fluxo de calor que se transfere

A temperatura média logarítmica calcula-se de :

1 2

ln

1 2ln

T TT

T T

Onde:

∆T1 – é a diferença entre as temperaturas de entrada do gás edo ar no trocador

∆T2 – é a diferença entre as temperaturas de saída do gás e doar no trocador

(21.26)

(21.27)

Marcha de Cálculo (5)

61

Pro

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icas

Calcula-se a o número de tubos, tendo em conta o tipo de

tubo que se pretende montar no recuperador (ver Tabelas

21.3,21.4 e 21.5)

Calcula-se a área total necessária para a transferência de

calor, tendo em conta o calor transferido, o coeficiente de

condutibilidade térmica determinado do ábaco e a

temperatura média logarítmica

2

ln

1000 m

3600

QA

U T F

tubos

tubo

An

A

(21.28)

(21.29)

Marcha de Cálculo (6)

62

Pro

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icas

Tabela 21.3 características dos tubos com passo entre

alhetas 17,5 mm

Características Tipo do Recuperador

17,5

Comprimento do tubo (mm) 880 1135 1385 1640

Secção limpa, m2 0,008 0,008 0,008 0,008

Secção da passagem dos gases, m2 0,060 0,080 0,100 0,120

Área da superfície exposta ao ar, m2 0,83 1,12 1,41 1,70

Área da superfície exposta aos gases de escape, m2 1,34 1,81 2,27 2,64

Área projectada para o aquecimento, m2 0,250 0,330 0,425 0,500

Peso do tubo, kg 45 55 56 80

63

Pro

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icas

Tabela 21.4 características dos tubos com passo entre

alhetas 28 mm

Características Tipo do Recuperador

28

Comprimento do tubo (mm) 880 1135 1385 1640

Secção limpa, m2 0,008 0,008 0,008 0,008

Secção da passagem dos gases, m2 0,070 0,092 0,114 0,136

Área da superfície exposta ao ar, m2 0,83 1,12 1,41 1,70

Área da superfície exposta aos gases de escape, m2 0,95 1,26 1,60 1,90

Área projectada para o aquecimento, m2 0,250 0,330 0,425 0,500

Peso do tubo, kg 41 52 63 80

64

Pro

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Tabela 21.5 características dos tubos lisos

Características Tipo do Recuperador

Sem alhetas

Comprimento do tubo (mm) 880 1135 1385 1640

Secção limpa, m2 0,008 0,008 0,008 0,008

Secção da passagem dos gases, m2 0,042 0,055 0,067 0,080

Área da superfície exposta ao ar, m2 0,83 1,12 1,41 1,70

Área da superfície exposta aos gases de escape, m2 0,40 0,53 0,66 0,79

Área projectada para o aquecimento, m2 0,250 0,330 0,425 0,500

Peso do tubo, kg 31 39 43 55

65

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icas

t ⁰C Ar N2 H2O CO2 O2

0 1.2848 1.261 1.467 1.678 1.304

100 1.2946 1.280 1.496 1.747 1.323

200 1.304 1.300 1.526 1.814 1.342

300 1.313 1.319 1.556 1.879 1.360

400 1.3216 1.337 1.585 1.942 1.377

500 1.3298 1.356 1.614 2.003 1.394

600 1.3376 1.373 1.643 2.062 1.409

700 1.345 1.391 1.672 2.119 1.424

800 1.352 1.408 1.700 2.174 1.438

900 1.3586 1.424 1.728 2.227 1.451

1000 1.3648 1.441 1.757 2.278 1.464

1100 1.3706 1.456 1.784 2.327 1.475

1200 1.376 1.472 1.812 2.374 1.486

1300 1.381 1.487 1.840 2.419 1.496

1400 1.3856 1.501 1.867 2.462 1.505

1500 1.3898 1.516 1.894 2.503 1.514

1600 1.3936 1.529 1.921 2.542 1.521

1700 1.397 1.543 1.948 2.579 1.528

1800 1.4 1.556 1.974 2.614 1.534

1900 1.4026 1.568 2.000 2.647 1.539

2000 1.4048 1.581 2.027 2.678 1.544

2100 1.4066 1.592 2.052 2.707 1.547

2200 1.408 1.604 2.078 2.734 1.550

2300 1.409 1.615 2.104 2.759 1.552

2400 1.4096 1.625 2.129 2.782 1.553

2500 1.4098 1.636 2.154 2.803 1.554

Tabela 21.6 – Cp do ar e dos produtos de combustão em kJ/kgºK

66

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21.11- Cálculo de h em recuperadores alhetados

Os recuperadores de passe duplo que são mais comummente

usados, podem aquecer o ar a temperaturas acima dos 300 a

400ºC, com temperaturas do gás de escape de 800ºC. A

velocidade do ar geralmente não excede 10 m/s e a dos

gases ronda 3 a 14 m/s. A troca de calor em recuperadores

alhetados em condições de fluxos de correntes cruzadas,

dependem em grande medida da velocidade dos gases. O

coeficiente de convecção da superfície alhetada é geralmente

calculado de:

0 2 n

o

Wh v

m C

Os valores de β e n retiram-se da tabela

67

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Tabela 21.6 Valores de β para o cálculo de h

Superfícieβ para h, W/(m2 oC)

nÁrea condicionada Área real

Superfície interna de qualquer tubo

alhetado47,9 14,55 1,03

Superfície externa do tubo com alhetas

de passo 17,5 mm138 25,7 0,755

Superfície externa do tubo com alhetas

de passo 28 mm80,2 20,3 0,740

Superfície externa sem alhetas 19,800 12,45 0,720

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