Plano de Ensino
I.
Dados Identificadores
Curso
Tecnologia em Processos Químicos
Disciplina
Trocadores de Calor
Semestre
Carga Horária
4º
Semanal: 02 h/a
II.
Semestral: 40 horas
Ementa
Introdução à transmissão de calor por condução, convecção forçada e natural e
irradiação Classificação. Descrição quanto ao funcionamento dos trocadores de calor:
bitubulares, de placas e casco e tubos. Estudo comparativo dos trocadores de calor
Mecanismos de transporte de calor. Coeficiente de película. Coeficiente global de
troca térmica. Coeficiente de película controlador. Correlações para transferência de
calor e perda de carga. Temperaturas terminais.
III.
Objetivos
1. Objetivo Geral:
A disciplina tem como objetivo ensinar os conceitos que envolvem as
transferências de calor nos diferentes tipos de trocadores de calor utilizados nos
processos das indústrias petroquímicas, eletroquímicas e de produção de
insumos para a indústria química.
2. Objetivos Específicos:
Após completar este curso o aluno aprenderá:
- Princípios de cálculo e seleção de trocadores de calor;
- Como solucionar problemas usuais de trocadores de calor;
- Princípios da estequiometria e energética da combustão industrial;
- Princípios de funcionamento e cálculo de caldeiras e fornos;
- Princípios da utilização racional da energia em fornos e caldeiras;
- Princípios de proteção ambiental.
Plano de Ensino
IV.
Conteúdo Programático
1. Conceitos básicos de transferência de calor por: condução, convecção e irradiação
Transferência de calor através de paredes: planas, cilíndricas e esféricas;
2. Trocadores de Calor: Requisitos básicos de um projeto;
3. Tipos de Trocadores de Calor;
4. Cálculo de um trocador de calor: passo a passo;
5. Caldeiras – Gerador de vapor.
V.
Métodos/Técnicas/Recursos
• Aulas expositivas e exercícios de fixação;
• Listas de Exercícios;
• Pesquisa Orientada.
VI.
Avaliação
Serão aplicadas duas avaliações, no valor de zero a dez, e lista de exercícios
valendo de zero a dez. A média será obtida por média aritmética das avaliações e
lista de exercícios.
- O aluno será aprovado com média igual ou superior a 7,0.
- O aluno ficará de exame se sua média for entre 4,0 e 7,0.
- No exame a média final é 5,0.
VII.
Cronograma das atividades e práticas pedagógicas
Semana
Carga
Conteúdo Programático
Horária
1
2 ha
2
2 ha
3
2 ha
Apresentação do programa
Avaliação diagnéstica
Conceitos básicos de transferência
de calor por: condução, convecção e
irradiação
Transferência de calor através de
paredes: planas, cilíndricas e
esféricas.
Transferência de calor através de
Metodologia
Aula expositiva,
exercícios de
fixação e pesquisa
orientada.
Aula expositiva e
exercícios de
fixação.
Aula expositiva,
Plano de Ensino
paredes: planas, cilíndricas e
esféricas.
Avaliação 1
4
5
6
2 ha
2 ha
2 ha
Trocadores de Calor:
Requisitos básicos de um projeto
Trocadores de calor de tubos
concêntricos
Trocadores de calor multitubulares
exercícios de
fixação.
Avaliação em
grupo
Aula expositiva,
exercícios de
fixação e pesquisa
orientada.
Aula expositiva.
Uso de Datashow.
•
7
2 ha
8
2 ha
9
2 ha
Itens principais de um trocador
de calor: feixe de tubos,
cabeçote, espelho, sistemas de
fixação de tubos, mais
empregados, tipos de chicanas.
• Área de troca térmica
• Trocadores de calor de
passagens múltiplas
Salto térmico ou diferença de
temperatura
• Trocador de calor de tubos
concêntricos
Distribuição de temperatura
(gráficos) e tipos de escoamento:
correntes paralelas e contra corrente
Montagem em série e paralelo
Comparação entre o
escoamento em correntes contrárias
e escoamento em correntes
paralelas
Atividade - 2
Aula expositiva,
exercícios de
fixação e pesquisa
orientada.
Aula expositiva,
exercícios de
fixação, pesquisa
orientada.
Atividade em sala
de aula em grupo
•
10
2 ha
11
2 ha
Trocadores de calor
multitubulares de passagens
múltiplas
Tipo de escoamento e variação
de temperatura dos fluidos quente e
frio, ao longo de um trocador de
calor multitubular (2 passagens)
Coeficiente de transferência de
calor – fator de crosta
Coeficientes individuais de
transferência de calor
• Perda de carga
Aula expositiva,
exercícios de
fixação.
Aula expositiva,
exercícios de
fixação.
•
12
2 ha
Etapas a serem seguidas no
projeto de um trocador de calor
Condições do processo: fluido
quente, fluido frio
Balanço térmico
Aula expositiva e
exercícios de
fixação.
Plano de Ensino
13
2 ha
Salto térmico
Coeficiente Global
Perda de carga
14
2 ha
Atividade 3
15
2 ha
16
2 ha
•
17
VIII.
2 ha
Cálculo de um trocador de calor:
passo a passo
Trocador de calor a placas
• Caldeiras – Gerador de vapor
Componentes:
Tambor de vapor (Steam Drum)
– Tubulação de vapor
Tambor de lama, Feixe tubular,
Fornalha, Super aquecedor,
Economizador, pré-aquecedor de ar,
chaminé
Aula expositiva,
exercícios de
fixação e pesquisa
orientada.
Atividade
individual.
Aula expositiva,
exercícios de
fixação e pesquisa
orientada.
Aula expositiva e
exercícios de
fixação.
Aula expositiva,
exercícios de
fixação e pesquisa
orientada.
18
2 ha
Funcionamento:
Fontes de calor
Ar necessário
Ar teórico
Poder calorífico: superior (PCS)
e inferior (PCI)
Aula expositiva,
exercícios de
fixação e pesquisa
orientada.
19
2 ha
Avaliação 4
Avaliação
individual
20
2 ha
Exame final
Avaliação
individual
Bibliografia
Básica:
KREITH, Fr. Princípios de transmissão de calor. 3 ED. São Paulo: Edgard Blucher,
1991.XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX
BEJAN, Adrian. Transferência de Calor, Edgard Blücher Ltda, São Paulo, 1996.
Complementar:
KERN, D.Q. Processos de transmissão de calor. Rio de Janeiro: Guanabara Dois,
1992.
GOMIDE, R. Manual de operações unitárias 2.ed. São Paulo: Ed. Do Autor, 1991.
.
Plano de Ensino
Periódicos:
1. Revista Química Nova.
2. Revista Química e Derivados.
3. Química Industrial.
Assinatura
Professores
responsáveis
Assinatura do Coordenador: _______________________________________
Assinatura do Diretor: ____________________________________________
Data: _________________