PROCESSOS DE TRANSFERÊNCIA DE CALOR E APLICAÇÕES

O processo de transferência de calor ocorre através da transferência de energia interna devido à existência de um gradiente de temperatura no espaço. O fenômeno da transferência de calor pode ser classificado de três formas diferentes a depender do meio em que ocorre.

  • Condução: a transferência acontece através de um meio estacionário, que pode ser sólido ou fluido, devido ao gradiente de temperatura existente e acontece no sentido da superfície de maior temperatura par o de menor temperatura.
  • Convecção: a convecção acontece entre uma superfície e um fluido não estacionário. Este tipo de transferência de calor pode ser forçada ou natural. A convecção forçada depende de uma força externa (ventiladores e bombas por exemplo) para provocar o movimento do fluido.
  • Radiação: a emissão de energia por ondas eletromagnéticas por superfícies sob condição de temperatura não nula caracteriza a radiação.

O fundamento da transferência de calor é largamente adotado em equipamentos utilizados nas indústrias químicas e operações unitárias como mostrado a seguir:

Trocadores de calor: equipamentos largamente utilizados na indústria alimentícia para a pasteurização do leite, por exemplo. Neste sistema pode ser observado os mecanismos de convecção e condução, devido a existência de fluidos não estacionários e uma superfície sólida que os separa.

Trocador de calor casco e tubos

  • Secagem: a secagem tem a finalidade de se concentrar uma solução através da evaporação de um solvente como para a produção de celulose e produção de cana de açúcar.

O processo de secagem por evaporadores pode ocorrer através de condução, radiação, convecção ou uma combinação entre os processos.

A secagem acontece quando a umidade é retirada por um gás de arraste aquecido ou por uma superfície também aquecida.

Além do conhecimento relacionado aos possíveis tipos de transferência de calor, é importante conhecer as propriedades do material do equipamento, como o coeficiente associado à transferência de calor entre outras. A seleção minuciosa do equipamento é importante para a qualidade de processos que requerem maiores cuidados e, muitas vezes, essa tarefa cabe ao engenheiro químico.

REFERÊNCIAS

Chemical Engineering Heat transfer (Detailed Approach)

INCROPERA, F.P.; DEWITT, D.P. Fundamentos de Transferência de. Calor e de Massa, 3a edição, LTC – Técnicos e Científicos Editora. S. Livros A., R. J. 1990.

Operações Unitárias envolvendo transmissão de calor

Transferência de calor