iii congresso brasileiro de iniciação científica anais 2011 - Unisanta

Coeficiente de transferência de calor em tanques com
impulsores mecânicos e chicanas tubulares: modelação e
comparação
Vitor da Silva Rosa, Aline Pacheco Bleck Louzano, Eliane da Silva Gois, Luiz
Fernando Ferreira Fernandes, Pedro Henrique Silva de Moraes, Vinícius
Pousa Negrão, Aldo Ramos Santos, Carlos Alberto Amaral Moino, Deovaldo
de Moraes Junior, Karina Timão de Campos Roseno
Faculdade de Engenharias e Arquitetura, Universidade Santa Cecília
Introdução: Os tanques com impulsores mecânicos são muito utilizados nas indústrias
químicas e petroquímicas como reatores químicos e preparação de sólidos em suspensão,
entre outros. Muitos destes processos exigem uma operação de transferência de calor, sendo
que muitos tanques são acoplados a camisas, serpentinas ou chicanas tubulares, onde são
efetuados resfriamentos ou aquecimentos. As chicanas tubulares também ajudam a quebrar
o vórtice, porém a literatura é carente de informações sobre o projeto destas. Objetivos: O
presente estudo tem por objetivo determinar, experimentalmente, e modelar duas equações
para o cálculo do coeficiente externo de transferência de calor para a água, em tanques com
impulsores mecânicos e troca de calor por chicanas tubulares. Metodologia: A unidade
experimental consiste em um tanque de acrílico de 49 litros, um motor 1/7 HP para
impulsionar os impelidores (radial e axial), um banho termostatizado com controle PID, duas
bombas centrífugas, dois rotâmetros em linha, dois refervedores com resistência elétrica,
com potência de 5000W e chicanas tubulares de cobre. Para o fluído aquecedor foi utilizada
água com vazão fixa em 1,4 LPM e temperatura de entrada em 60°C e para o fluído frio foi
usada água com vazão fixa em 1 LPM e temperaturas variando entre 25°C a 45°C, as
rotações utilizadas também serão variadas entre 30 RPM a 330 RPM. Foram usados dois
impulsores mecânicos, axial e radial, repetindo para cada um toda a seqüência supracitada.
No total, realizaram-se 22 ensaios com duração total de 40 minutos, sendo efetuada a
leitura das temperaturas de saída do fluído frio e fluído quente, a cada 2 minutos, totalizando
20 pares de temperaturas por ensaio. Resultados: Através das equações de transferência
de calor, foi possível relacionar cada variável obtida através de métodos algébricos e
gráficos, possibilitando o modelamento de duas equações para o cálculo do coeficiente
externo de transmissão de calor para cada impulsor utilizado.
III Congresso Brasileiro de Iniciação Científica, 18 a 19 nov 2011 Página 163