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Type: TESE DIGITAL
Title: Determinação experimental dos parâmetros da equação de Nusselt em tanque com impulsor mecânico e serpentina espiral de fundo
Title Alternative: Experimental determination of the parameters of the Nusselt's equation with mechanical impellers and spiral coil
Author: Moino, Carlos Alberto Amaral, 1961-
Advisor: Tambourgi, Elias Basile, 1957-
Abstract: Resumo: Os tanques com impulsores mecânicos estão presentes em um grande número de operações industriais nos processos químicos e petroquímicos. O uso de dispositivos de transmissão de calor para aquecimento ou resfriamento está presente em quase todos esses processos e a agitação pode ser feita com vários tipos de impulsores que produzem diversas formas de movimentação do fluido e consequentemente variam o modo com que ocorre o contato com dispositivo de troca de calor. Há uma carência na literatura para a obtenção de informações de parâmetros de projeto para tanques com troca de calor por espiral de fundo, com agitação por impulsores radial e axial e para fluxo contínuo. O presente trabalho teve como objetivo determinar experimentalmente os parâmetros da equação de Nusselt em tanques com impulsores mecânicos radial e axial e serpentina espiral de fundo, utilizando água e sacarose com concentração de 50%. A unidade experimental foi composta por um tanque em acrílico com volume útil de 50 litros, uma serpentina espiral de cobre, impulsores mecânicos radial e axial e um motor elétrico com potência de 3 hp. O fluido de aquecimento foi a água e o fluidos frios foram água e sacarose. Foram utilizadas rotações na faixa de 90 a 330 rpm. Todos os ensaios foram realizados até a estabilização das temperaturas de saída dos fluidos frio e quente, ou seja, até atingir o regime permanente. Os resultados mostraram que os modelos para a equação de Nusselt apresentaram um coeficiente de determinação de 95,5% e 93,6% para impulsor radial e axial, respectivamente. Comparou-se os modelos obtidos no trabalho com os propostos para as chicanas tubulares em condições semelhantes de aquecimento. Em relação ao impulsor axial, a transmissão de calor foi mais eficiente com a serpentina em espiral. Entretanto, com o uso do impulsor radial, e Reynolds no intervalo de 2000 a 5000 as chicanas tubulares representaram um melhor aquecimento do fluido, sendo que para Reynolds acima de 50000, a serpentina espiral teve mais eficiência na troca de calor

Abstract: Numerous chemical and petrochemical processes in industrial operations utilize mechanical impellers in tanks. In almost all of these processes heat transfer devices for heating or cooling are in place and their agitation can be achieved by the use of various types of impellers that yield many forms of fluid movements. Consequently, the kind of contact with the heat transfer device also occurs differently. There is a lack of literature to obtain information on parameters when projecting heat transfer tanks with spiral coils placed on the bottom of the tank whose agitation is made by radial and axial impellers in a steady state operation. The present work aimed at determining parameters of Nusselt's equation experimentally in tanks with radial and axial mechanical impellers and spiral coils placed on the bottom using water and sucrose at a concentration of 50%. The experimental rig was made of an acrylic tank with a 50 liter capacity, a spiral copper coil, radial and axial mechanical impellers and a 3 HP electric motor. The heating fluid was water and the cool fluids were water and sucrose. Rotations between 90 and 330 rpm were used. All the trials were run until the exit temperatures of the cool and hot fluids stabilized, that is, until they reached a steady operation. The results showed that the models for the Nusselt equation achieved a reliability of 95,5% and 93,6% for the radial and axial impellers respectively. A comparison was made of the models obtained in the current work to the proposed models of the tube baffles with similar heating conditions. In what concerns the axial impeller, by using the spiral coils heat transfer is more efficient. However, when using the radial impeller at a Reynolds interval between 2000 and 5000 the tube baffles revealed a better fluid heating. Furthermore, at Reynolds above 50000 the spiral coil obtained a more efficient heat transfer
Subject: Tanques
Serpentina
Calor - Transmissão - Métodos experimentais
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2015
Appears in Collections:FEQ - Dissertação e Tese

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