Wikimotorpedia - Contribuições do utilizador [pt]

Portal:Automóvel/Seleção de imagens/6

2026-01-14T11:13:51Z

Calimero0000:

{{Portal:Automóvel/Seleção de imagens/Modelo
|imagem= Ardie-Ganz 1930.jpg
|dimensão= 500px
|texto= Josef Ganz, engenheiro alemão, num Ardie-Ganz, protótipo [[Volkswagen]] em 1930
}}

Magneto (gerador)

2022-06-02T22:10:27Z

Calimero0000: Criou a página com "Um '''magneto''' manual de demonstração acionado por manivela. Um '''magneto''' é um gerador elétrico que utiliza ímãs para a produção de impulsos periódicos de corrente alternada. Ao contrário de um dínamo, um ''magneto'' não contém um comutador para produzir corrente contínua. É classificado como uma forma de alternador, embora seja geralmente con..."

[[Imagem:Magnet (PSF).png|thumb|direita|250px|Um '''magneto''' manual de demonstração acionado por manivela.]]
Um '''magneto''' é um [[gerador elétrico]] que utiliza [[Íman|ímãs]] para a produção de impulsos periódicos de [[corrente alternada]]. Ao contrário de um [[dínamo]], um ''magneto'' não contém um [[comutador (eletricidade)|comutador]] para produzir [[corrente contínua]]. É classificado como uma forma de [[alternador]], embora seja geralmente considerado distinto da maioria dos outros alternadores, que utilizam [[bobina]]s de campo em vez de ímãs permanentes.
== Histórico ==

[[Imagem:TMW 4982 Alliance-Maschine Rückseite.jpg |thumb|direita|250px|Um '''magneto''' gerador de 2 Kw da ''Société de l'Alliance'' para [[Lâmpada a arco voltaico|lâmpadas de arco]], cerca de [[1870]].]]

A produção de [[corrente elétrica]] a partir de um [[campo magnético]] móvel foi demonstrada por [[Michael Faraday|Faraday]] em 1831. As primeiras máquinas a produzir corrente elétrica a partir do fenômeno do [[magnetismo]], usavam "[[Íman|magnetos permanentes]]"; o [[dínamo]], que usava um [[eletromagneto]] para produzir o campo magnético, foi desenvolvido mais tarde. A máquina construída por [[Hippolyte Pixii]] em 1832 usou um magneto de rotação permanente para induzir corrente alternada em duas bobinas fixas.<ref name="Urbanitzky">{{citar livro|url=|título=Electricity in the service of man|subtítulo=a popular and practical treatise on the applications of electricity in modern life|nome=Alfred, Ritter von|sobrenome=Urbanitzky|coautor=Richard Wormell|página=227|ano=1886|editor=|editora=Cassell & Company, limited|local=|volume=|capítulo=|isbn=|acessodata=}}</ref>
== Utilização==

Magnetos acionados por [[manivela]]s foram usados para fornecer eletricidade nos antigos [[Telefonia|sistemas telefônicos]]. Magnetos também foram adaptados para produzir pulsos de alta tensão nos [[Sistema de ignição|sistemas de ignição]] de alguns [[motores de combustão interna]] movidos à [[gasolina]], fornecendo energia para as [[Vela de ignição|velas de ignição]].<ref name="Bottone">{{citar livro|url=|título=Magnetos for Automobilists, how Made and how Used|subtítulo=A Handbook of Practical Instruction in the Manufacture and Adaptation of the Magneto to the Needs of the Motorist|nome=Selimo Romeo|sobrenome=Bottone|coautor=|página=|ano=1907|editor=|editora=C. Lockwood and son|local=|volume=|capítulo=|isbn=|acessodata=}}</ref>

O uso de tais magnetos para a ignição é agora limitado aos seguintes tipos de motores:

* Motores de combustão sem [[bateria (eletricidade)|bateria]], utilizados em [[Cortador de grama|cortadores de grama (relva)]] ou [[Motoserra|motoserras]].
* [[Motor aeronáutico|Motores de aeronaves]], em que, mantendo a ignição independente do resto do sistema elétrico garante que o motor continua a funcionar no caso de falha no alternador ou na bateria. Para redundância, praticamente todas as aeronaves de motor a [[pistão]] são equipadas com dois sistemas de magneto, cada um fornecendo energia para uma das duas velas de ignição em cada [[cilindro (motor)|cilindro]].

Magnetos foram ainda utilizados para sistemas de energia isolados especializados, tais como: [[Lâmpada a arco voltaico|lâmpadas de arco]] ou [[Farol|faróis]], para os quais sua simplicidade era uma vantagem. Geradores conectados a uma estação central de geração de energia em uma rede elétrica, não utilizam o princípio do magneto.
== Ver também ==

* [[Campo magnético]]
* [[Dínamo]]
* [[Eletromagnetismo]]
* [[Lei de Faraday-Neumann-Lenz|Lei da indução eletromagnética]]

{{Referências}}
==Ligações externas==
{{commonscat|Magnetos (generators)}}
* [https://web.archive.org/web/20150615042433/http://ciencia.hsw.uol.com.br/questao375.htm Como tudo funciona - Como funciona um magneto?] {{pt}}
* [http://www.feiradeciencias.com.br/sala13/13_t02.asp Geradores de Energia Elétrica] {{pt}}

{{Portal3|Tecnologia}}
{{esboço-tecnologia}}

[[Categoria:Energia elétrica]]

Magneto hexapolar

2022-06-02T22:05:11Z

Calimero0000:

[[Imagem:Aust.-Synchrotron,-Sextupole-Focusing-Magnet,-14.06.2007.jpg|250px|right|thumb|Eletromagneto hexapolo usado em um [[anel de armazenamento]] do [[sincroton australiano]] para [[Foco|focar]] e dirigir o feixe de [[elétron]]s.]]

'''Magnetos hexapolar''' ou '''hexapolo''' consiste de grupos de seis [[Magneto (gerador)|magneto]]s dispostos num arranjo de [[magneto|polos magnéticos]] norte e sul alternados dispostos ao redor de um eixo.<ref name="XFEL" /> Eles são usados em controle de [[feixe de partículas]] em [[acelerador de partícula|aceleradores de partículas]] e [[microscópio eletrônico|microscópios eletrônicos]].<ref name="XFEL">{{Citar web|url=http://xfelinfo.desy.de/en/lexikon.sextupolmagnet/2/index.html|título=Sextupole magnet|data=NA|publicado=The European X-Ray Laser Project (XFEL)|acessodata=2008-09-17}}</ref><ref>Haider M., Rose H., Uhlemann S., Kabius B., and Urban K. (1998) [http://jmicro.oxfordjournals.org/content/47/5/395.abstract "Towards 0.1 nm resolution with the first spherically corrected transmission electron microscope"], Journal of Electron Microscopy 47, 395.</ref><ref>L. A. Baranova, F. H. Read and D. Cubric; [http://www.springerlink.com/content/w0130337p5272474/ Computer simulation of hexapole aberration correctors]; Technical Physics; Volume 54, Number 7, 1011-1017; 2009; DOI: 10.1134/S1063784209070147 Texto original em russo: Zhurnal Tekhnicheskoĭ Fiziki, 2009, Vol. 79, No. 7, pp. 85–91.</ref>

{{Referências}}

{{DEFAULTSORT:Magneto Hexapolar}}
[[Categoria:Aceleradores de partículas]]
[[Categoria:Magnetismo]]

Magneto hexapolar

2022-06-02T22:03:47Z

Calimero0000:

[[Imagem:Aust.-Synchrotron,-Sextupole-Focusing-Magnet,-14.06.2007.jpg|250px|right|thumb|Eletromagneto hexapolo usado em um [[anel de armazenamento]] do [[sincroton australiano]] para [[Foco|focar]] e dirigir o feixe de [[elétron]]s.]]

'''Magnetos hexapolar''' ou '''hexapolo''' consiste de grupos de seis [[magneto|Magneto (gerador)]]s dispostos num arranjo de [[magneto|polos magnéticos]] norte e sul alternados dispostos ao redor de um eixo.<ref name="XFEL" /> Eles são usados em controle de [[feixe de partículas]] em [[acelerador de partícula|aceleradores de partículas]] e [[microscópio eletrônico|microscópios eletrônicos]].<ref name="XFEL">{{Citar web|url=http://xfelinfo.desy.de/en/lexikon.sextupolmagnet/2/index.html|título=Sextupole magnet|data=NA|publicado=The European X-Ray Laser Project (XFEL)|acessodata=2008-09-17}}</ref><ref>Haider M., Rose H., Uhlemann S., Kabius B., and Urban K. (1998) [http://jmicro.oxfordjournals.org/content/47/5/395.abstract "Towards 0.1 nm resolution with the first spherically corrected transmission electron microscope"], Journal of Electron Microscopy 47, 395.</ref><ref>L. A. Baranova, F. H. Read and D. Cubric; [http://www.springerlink.com/content/w0130337p5272474/ Computer simulation of hexapole aberration correctors]; Technical Physics; Volume 54, Number 7, 1011-1017; 2009; DOI: 10.1134/S1063784209070147 Texto original em russo: Zhurnal Tekhnicheskoĭ Fiziki, 2009, Vol. 79, No. 7, pp. 85–91.</ref>

{{Referências}}

{{DEFAULTSORT:Magneto Hexapolar}}
[[Categoria:Aceleradores de partículas]]
[[Categoria:Magnetismo]]

Trocador de energia térmica

2022-06-02T21:42:19Z

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Trocador de energia térmica

2022-06-02T21:35:51Z

Calimero0000:

Trocador de energia térmica

2022-06-02T21:19:07Z

Calimero0000:

[[Imagem:Tubular heat exchanger.png|thumb|300px|Trocador de calor tubular.]]

Um '''trocador de calor''' ou '''permutador de calor''' é um dispositivo para [[transferência de calor]] eficiente de um meio para outro.Tem a finalidade de transferir calor de um fluido para o outro, encontrando-se estes a [[temperatura]]s diferentes. Os meios podem ser separados por uma parede sólida, tanto que eles nunca misturam-se, ou podem estar em contato direto.<ref>{{citar livro|autor =Sadik Kakaç and Hongtan Liu|título=Heat Exchangers: Selection, Rating and Thermal Design|edição=2nd Edition|publicado=CRC Press|ano=2002|isbn=0849309026}}</ref> Um permutador de calor é normalmente inserido num processo com a finalidade de arrefecer (resfriar) ou aquecer um determinado fluido. São amplamente usados em [[aquecedor]]es, [[refrigeração]], [[condicionamento de ar]], [[Usina|usinas de geração de energia]], [[Planta química|plantas químicas]], [[Petroquímica|plantas petroquímicas]], [[Refinaria|refinaria de petróleo]], [[processamento de gás natural]], e [[Estação de tratamento de águas residuais|tratamento de águas residuais]]. Em muitos textos em [[língua inglesa|inglês]] é abreviado para HX (''heat exchanger'').

Um exemplo comum de trocador de calor é o [[radiador]] em um carro, no qual a fonte de calor, a [[água]], sendo um fluido quente de refrigeração do motor, transfere calor para o ar fluindo através do radiador (''i.e.'' o meio de transferência de calor). Em outras aplicações são usados para refrigeração de fluidos, sendo os mais comuns, óleo e água e são construídos em tubos, onde, normalmente circula o fluido refrigerante (no caso de um trocador para refrigeração). O fluido a ser refrigerado circula ao redor da área do tubo, isolado por outro sistema de tubos (similar a uma Serpentina (duto)) que possui uma ampla área geometricamente favorecida para troca de calor.

O material usado na fabricação de trocadores de calor, geralmente possui um coeficiente de condutibilidade térmica elevado. Sendo assim, são amplamente utilizados o [[cobre]] e o [[alumínio]] e suas [[liga metálica|ligas]].

Dentro da teoria em engenharia, é um [[volume de controle]], sendo que este equipamento normalmente opera em [[regime permanente]], onde as propriedades da seção de um fluido não se altera com o tempo.

A eficiência de um trocador de calor depende principalmente:

*Do material utilizado para construção;
*Da característica geométrica e
*Do fluxo, temperatura e coeficiente de condutibilidade térmica dos fluidos em evidência.

Genericamente, para melhorar a troca de calor, são colocados aletas em toda a área da tubulação. Estas aletas fazem com que o fluido se disperse em áreas menores, assim, facilitando a troca de calor. Aletas, consistem em células interligadas entre si, onde circula fluido. São construídas em materiais de excelente condutibilidade térmica. Seu uso, acarreta uma grande desvantagem em um sistema termodinâmico, pois reduzem drasticamente a pressão com relação a entrada e saída. A maioria dos trocadores de calor, utilizam tubos com geometrias que favorecem a troca de calor, onde internamente, há em sua área aletas.

Os permutadores de calor existem em várias formas construtivas consoante a aplicação a que se destinam, sendo as principais:

* Permutador de calor de carcaça e tubos (em [[língua inglesa|inglês]] ''shell and tube heat exchanger'')
* Permutador de calor de placas (''plate heat exchanger'')
* Permutador de calor de placas [[Brasagem|brasadas]] com aletas (''brazed plate fin heat exchanger'')

Quanto as fases, existem 2 tipos de trocadores de calor:
:*Monofásico, onde não há mudança de fase no fluido a ser refrigerado ou aquecido e
:*Multifase, onde há mudança de estado físico do fluido.
Exemplo de trocadores de calor monofásicos: [[Radiador (automóvel)|Radiador]] de água e ''[[intercooler]]'' (ou radiadores a ar).

Exemplo de trocadores de calor multifase: [[Condensador (química)|Condensador]] e evaporadores.
== Regime de fluxo ==
[[Imagem:Delta T 1.svg|thumb|160px|left|Fluxos contracorrente (A) e paralelo (B)]]

<gallery style="float:right; margin:0.5em 0 0.5em 1em">
Image:Heat_exc_1-1.svg|Fig. 1: [[Trocador de calor casco e tubos]], passagem única (fluxo paralelo 1-1)
Image:Heat_exc_2-1.png|Fig. 2: Trocador de calor casco e tubo, 2 passagens pelos tubos (fluxo contracorrente 1-2)
Image:Heat_exc_2-2.png|Fig. 3: Trocador de calor casco e tubo, 2 passagens pelo casco, 2 passagens pelos tubos (fluxo contracorrente 2-2)
</gallery>

Existem duas classificações primárias de trocadores de calor de acordo com seus arranjos de fluxos. Em trocadores de calor de ''fluxo paralelo'', os dois fluidos entram no trocador do mesmo lado, e fluem em paralelo um ao outro para o outro lado. Em trocadores de calor ''contracorrente'' os fluidos entram no trocador de lados opostos. O projeto contracorrente é mais eficiente, neste pode-se transferir a maior parte do calor do meio quente (de transferência). Ver [[troca em contracorrente]]. Em trocadores de calor ''contracorrente'', os fluidos fluem aproximadamente perpendiculares entre si através do trocador.

Para maior eficiência, trocadores de calor são projetados para maximizar a área de superfície da parede entre os dois fluidos, enquanto minimiza a resistência ao fluxo do fluido através do trocador. O desempenho do trocador também pode ser afetado pela adição de aletas ou ondulações em um ou ambos os sentidos, o que aumenta a área de superfície e pode aumentar o fluxo em canal do fluido ou induzir turbulência.

A temperatura de condução através da superfície de transferência de calor varia com a posição, mas uma temperatura média adequada pode ser definida. Na maioria dos sistemas simples, esta é a [[diferença de temperatura média logarítmica]] (LMTD, ''log mean temperature difference''). Às vezes, o conhecimento direto da LMTD não está disponível e o [[Método das NTU]] (número de unidades de transferência, em inglês '''''N'''umber of '''T'''ransfer '''U'''nits '') é usado.
== Tipos de trocadores de calor ==



=== Trocador de calor casco e tubo ===

[[Imagem:Straight-tube heat exchanger 1-pass.PNG|thumb|right|Um trocador de calor casco e tubos]]

Trocadores de calor casco e tubo consistem de uma série de tubos. Um conjunto destes tubos contém o fluido que deve ser ou aquecido ou esfriado. O segundo fluido corre sobre os tubos que estão sendo aquecidos ou esfriados de modo que ele pode fornecer o calor ou absorver o calor necessário. O conjunto de tubos é chamado feixe de tubos e pode ser feita de vários tipos de tubos: simples, longitudinalmente aletados, etc. Trocadores de calor casco e tubos são normalmente utilizados para aplicações de alta pressão (com pressões superiores a 30 bar e temperaturas superiores a 260°C).<ref name=Saunders>Saunders, E. A. (1988). Heat Exchanges: Selection, Design and Construction. New York: Longman Scientific and Technical.</ref> Isso ocorre porque os trocadores de calor casco e tubo são robustos, devido à sua forma.

Existem várias características de projeto térmico, que devem ser tidas em conta quando projeta-se os tubos nos trocadores de calor de casco e tubo. Estas incluem:

* Diâmetro dos tubos: Usar-se tubos de pequeno diâmetro faz o trocador de calor tanto econômico como compacto. No entanto, é mais provável o trocador de calor [[incrustação|incrustam]] mais rapidamente e pequeno tamanho faz a limpeza mecânica das [[incrustação|incrustações]] difícil. Ao prevalecer a incrustação e os problemas de limpeza, tubos de diâmetros maiores devem ser utilizados. Assim, para determinar o diâmetro de tubos, o espaço disponível, custos, incrustação, bem como a natureza dos fluidos devem ser considerados.
* Espessura de parede de tubo: A espessura das paredes dos tubos é normalmente determinada de maneira a garantir:
** Existir espaço suficiente para a corrosão
** Que a vibração induzida por fluxo tenha resistência
** Resistência axial
** Disponibilidade de peças sobressalentes
** Resistência de contenção ou "de cintura" (para suportar a pressão do tubo interno)
** Resistência à flambagem (para suportar sobrepressão no casco)
* Comprimentos dos tubos: trocadores de calor são normalmente mais baratos quando ten um menor diâmetro de casco e um longo comprimento de tubo. Assim, normalmente há um objetivo de tornar o trocador de calor, enquanto ao mesmo tempo fisicamente possível, não excedendo as capacidades de produção. No entanto, existem muitas limitações para isso, inclusive o espaço disponível no local onde vai ser utilizado e a necessidade de assegurar que não haja tubos disponíveis em comprimentos que são o dobro do comprimento necessário (para que os tubos possam ser retirados e substituídos). Além disso, o que tem que ser lembrado, os tubos finos são difíceis de remover e substituir.
* Passo (''pitch'') dos tubos: quando projeta-se os tubos, é prático para garantir que o passo (''pitch'') dos tubos (''i.e.'', a distância do centro do tubo ao centro de tubos adjacentes) não seja inferior a 1,25 vezes o diâmetro dos tubos externos. Um passo maior dos tubos leva a um maior diâmetro global do casco que leva a um trocador de calor mais caro.
* Corrugação dos tubos: este tipo de tubos, tubos corrugdos, utilizados principalmente para os tubos internos, aumenta a turbulência dos fluidos e o efeito é muito importante na transferência de calor dando um melhor desempenho.
*Distribuição ou configuração (''layout'') dos tubos: refere-se a como os tubos são posicionados dentro do casco. Existes quatro tipos principais de configuração dos tubos, os quais são, triangular (30°), triangular "girado" (60°), quadrado (90°) ou quadrado girado (45°). Os padrões triangulares são empregados para produzir maior transferência de calor em que força-se o fluido a fluir de uma forma mais turbulenta ao redor da tubulação. Padrões quadrados são empregados onde alta incrustação é experimentada e operações de limpeza são mais regulares.
*Projeto das chicanas: [[Chicana (trocador de calor)|chicanas ou defletores]] são usados em trocadores de calor casco e tubo para direcionar o fluido através do feixe de tubos. Eles correm perpendicularmente ao caso e mantém coeso e fixo o feixe de tubos, evitando que os tubos de vergarem ao longo de um comprimento longo. Eles também podem impedir que os tubos vibrem excessivamente. O tipo mais comum de chicana é a chicana segmentar. As chicanas segmentares semicirculares são orientadas a 180 graus para as chicanas adjacentes forçando o líquido a fluir para cima e para baixo entre o feixe de tubos. Chicanas de espaçamento são de grande importância termodinâmica no projeto de trocadores de calor de casco e tubo. Chicanas devem ser espaçadas, tendo em consideração para a conversão da queda de pressão e transferência de calor. Para a otimização térmica e econômica é sugerido que as chicanas sejam espaçados não mais de 20% do diâmetro interno do casco. Tendo-se chicanas espaçadas muito próximas provoca-se uma maior queda de pressão por causa do redirecionamento de fluxo. Consequentemente com as chicanas espaçadas significa que pode haver regiões mais frias nos cantos entre as chicanas. Também é importante para garantir que as chicanas sejam espaçadas perto o suficiente para que os tubos não cedam. O outro tipo principal de defletor é o disco e defletor de rosca, que consiste de dois defletores concêntricos, o defletor exterior mais amplo parece uma rosquinha (''donut''), embora o defletor interno é em forma de disco. Este tipo de defletores forçam o fluido a passar em torno de cada lado do disco, em seguida, através do defletor ''donut'' gerando um tipo diferente de fluxo de fluido.

[[Imagem:Plate frame 1.png|thumb|right|Diagrama conceitual de um trocador de calor placa e quadro]]
[[Imagem:Plate frame 2.png|thumb|right|Um trocador de calor de placa única]]

=== Trocador de calor de placas ===

Outro tipo de trocador de calor é o [[trocador de calor de placas]]. Um deles é composto por placas múltiplas, finas, levemente separadas que têm áreas de superfície muito grande e as passagens de fluxo de fluido de transferência de calor. Este arranjo empilhado de placas pode ser mais eficaz, em um determinado espaço, que o trocador de calor de casco e tubos. Avanços na tecnologia de [[vedação]] e [[brasagem]] fizeram o permutador de calor do tipo placa cada vez mais prático. Em aplicações [[Sistema de controle HVAC|HVAC]], grandes trocadores de calor deste tipo são chamados ''placas-e-quadros'', quando utilizados em circuitos abertos, estes trocadores de calor são normalmente do tipo vedado permitindo desmontagem, limpeza e inspeção periódica. Existem muitos tipos de trocadores de calor de placa permanentemente ligadas, tais como variedades de placa [[Brasagem|brasadas]] por imersão e brasadas a vácuo, e muitas vezes são especificados para aplicações de circuito fechado, como [[refrigeração]]. Trocadores de calor de placas também diferem no tipo de placas que são utilizadas, e nas configurações das placas. Algumas placas podem ser carimbados com o "''chevron''" (forma de insígnia), ou outros padrões, onde outros possam ter aletas e/ou ranhuras usinadas.

=== Trocador de calor circular adiabático ===

Um quarto tipo de trocador de calor utiliza um fluido intermediário ou armazena sólidos para manter o calor, que é então transferido para o outro lado do trocador de calor a ser liberado. Dois exemplos disso são [[roda adiabática|rodas adiabáticas]], que consistem em uma grande roda com linhas finas em rotação através dos quais fluem os fluidos quentes e frios, e trocadores de calor fluido.

=== Trocador de calor de placas aletadas ===

Este tipo de trocador de calor utiliza com passagens em "''[[sanduíche]]''" para aumentar a efetividade da unidade. Os projetos incluem fluxo transversal e contrafluxo com diversas configurações de aletas tais como aletas retas, aletas deslocadas e as aletas onduladas.

Trocadores de calor de placas aletadas são normalmente feitos de ligas de alumínio, que proporcionam maior eficiência de transferência de calor. O material permite que o sistema funcione a baixa temperatura e reduzem o peso do equipamento. Trocadores de calor de placas aletadas são usados principalmente para serviços de baixa temperatura, como plantas de liquefação de gás natural, [[hélio]] e [[oxigênio]], as plantas de separação de ar e na indústria de transportes como motores e [[Motor aeronáutico|motores de aeronaves]].

[[Imagem:PHE Trieste 013.jpg|thumb|right|Um trocador de calor de placas intercambiáveis aplicado ao sistema de uma piscina de natação.]]

Vantagens de trocadores de calor de placas e aletas:
* Alta eficiência de transferência de calor especialmente em tratamento de gás
* Maior área de transferência de calor
* Aproximadamente 5 vezes mais leves em peso que os de correspondentes em capacidade trocadores de calor de casco e tubos
* Capaz de suportar a alta pressão
Desvantagens de trocadores de calor de placas e aletas:
* Pode ocorrer entupimento das vias que são muito estreitas
* Dificuldade de limpar as vias

=== Trocadores de calor fluidos ===

Este é um trocador de calor com um gás que passa para cima através de um banho de líquido (frequentemente água), e o fluido é, então, levado para outro lugar antes de ser refrigerado. Isto é comumente utilizado para o resfriamento de gases ao mesmo tempo que remove-se certas impurezas, assim, resolve-se dois problemas de uma vez. É amplamente utilizado em máquinas de [[café expresso]] como um método de poupar-se energia de resfriamento de água super-aquecida para ser utilizada na extração do expresso.

=== Unidades de recuperação de calor de resíduos ===

Uma [[unidade de recuperação de calor]] (WHRU, ''Waste Heat Recovery Unit'') é um trocador de calor que recupera o calor de um fluxo de gás quente durante sua transferência para um meio de trabalho, geralmente água ou óleo. O fluxo de gás quente pode ser o gás de exaustão de uma turbina a gás ou um motor a diesel ou a gás de resíduos provenientes da indústria ou da refinaria.

=== Trocador de calor de superfície raspada dinâmico ===

Outro tipo de trocador de calor é chamado "[[Trocador de calor de superfície raspada dinâmico|trocador de calor de superfície raspada (dinâmico)]]".<ref>[http://www.hrs-spiratube.com/pt/produtos/unicus-trocador-de-calor-superficiais-raspados/default.aspx Unicus® Dynamic Scraped Surface Heat Exchanger] - '''www.hrs-spiratube.com'''</ref> São principalmente usados em aquecimento ou resfriamento com produtos altamente [[Viscosidade|viscosos]], processos de [[cristalização]], aplicações de [[evaporação]] e alta [[incrustação]]. Longos tempos de atividade são alcançados devido à raspagem contínua da superfície, evitando assim [[incrustação]] e alcançando uma taxa de transferência de calor sustentável durante o processo.

A fórmula usada para isto será <math>Q=A.U.LMTD</math>, onde ''Q'' é a taxa de transferência de calor.

=== Trocadores de calor de mudança de fase ===

[[Imagem:Kettle reboiler.svg|thumb|right|250px|Típico refervedor de caldeira usado para torres de destilação industrial]]
[[Imagem:Surface Condenser.png|thumb|right|250px|Típico condensador de superfície refrigerado a água]]

Em adição a aquecimento ou resfriamento de fluidos em apenas uma única [[Fase (química)|fase]], trocadores de calor podem ser utilizados para aquecer um [[líquido]] para evaporá-lo (ou fervê-lo) ou são utilizados como [[Condensador (transferência de calor)|condensadores]] arrefecendo um [[vapor]] e [[Condensação|condensando-o]] em um líquido. Em [[Planta química|plantas químicas]] e [[refinaria]]s, [[refervedor]]es utilizados para aquecer alimentos de entrada para torres de [[destilação]] são frequentemente trocadores de calor.<ref>{{citar livro|autor =Kister, Henry Z.|título= [[Distillation Design]]|edição=1st Edition |publicado=McGraw-Hill|ano=1992|isbn=0-07-034909-6}}</ref><ref>{{citar livro|autor =Perry, Robert H. and Green, Don W.|título=[[Perry's Chemical Engineers' Handbook]]|edição=6th Edition|publicado=McGraw-Hill|ano=1984|isbn=0-07-049479-7}}</ref>

Instalações de destilação normalmente utilizam condensadores para condensar os vapores destilados novamente em líquido.

[[Usina]]s que tenham [[turbina]]s movidas a [[vapor]] comumente utilizam trocadores de calor para ferver [[água]] em [[vapor]]. Trocadores de calor ou unidades similares para a produção de vapor de água são frequentemente chamadas [[caldeira]]s ou geradores de vapor.

Em plantas de usinas nucleares chamadas [[PWR|reatores de água pressurizada]] (PWR, ''Pressurized Water Reactor''), trocadores de calor especialmente grandes os quais passam o calor do reator do sistema primário (palnta do reator nuclear) para o secundário (planta de vapor), produzindo vapor da água no processo, são chamados [[Caldeira (gerador de vapor)|geradores de vapor]]. Todas as usinas de energia fóssil e nuclear usando turbinas impulsionadas a vapor, tem [[Condensador de superfície|condensadores de superfície]] para converter o vapor de exaustão das turbinas em condensado (água) para reutilização.<ref>[http://www.epa.gov/oar/oaqps/eog/course422/ce6b3.html Air Pollution Control Orientation Course] from website of the Air Pollution Training Institute</ref><ref>[http://kolmetz.com/pdf/ENERGY%20EFFICIENCY%20IMPROVEMENT.pdf Energy savings in steam systems] {{Wayback|url=http://kolmetz.com/pdf/ENERGY%20EFFICIENCY%20IMPROVEMENT.pdf |date=20070927225000 }} ''Figure 3a, Layout of surface condenser'' (ir até a página 11 das 34 do PDF)</ref>

Para conservar a energia e capacidade de resfriamento em indústrias químicas e outras plantas, trocadores de calor regenerativos podem ser usados para a transferência de calor de uma corrente (fluxo) que precisa ser resfriado a uma outra corrente que precisa ser aquecida, tal como um destilado de arrefecimento e alimentação do refervedor de pré-aquecimento.

Este termo pode também referir-se trocadores de calor que contêm um material dentro de sua estrutura que tem uma mudança de fase. Isso geralmente é uma fase sólida para uma líquida, devido à pequena diferença de volume entre estes estados. Esta mudança de fase efetivamente atua como um "amortecedor" (''buffer''), pois ocorre a uma temperatura constante, mas ainda permite que o trocador de calor receba o calor adicional. Um exemplo onde isto tem sido investigado é para o uso em eletrônicos de aeronaves de alta potência.
== Trocadores de calor de contato direto ==

Trocadores de calor de contato direto envolvem transferência de calor entre correntes quentes e frias de duas fases na ausência de uma parede de separação.<ref>Coulson, J. & Richardson, J. (1983), Chemical Engineering – Design (SI Units), Volume 6, Pergamon Press, Oxford.</ref> Assim tais trocadores de calor podem ser classificados como:
* Gás– líquido
* Líquido imiscível – líquido
* Sólido-líquido ou sólido-gás
A maioria dos trocadores de calor contacto directo caem sob a categoria Gás-Líquido, onde o calor é transferido entre gás e líquido na forma de gotas, filmes ou ''sprays''.<ref name=Saunders />

Tais tipos de trocadores de calor são usados predominantemente em ar condicionados, [[Umidificador|umidificação]] de ambientes, resfriamento de água e plantas de condensação.<ref>Hewitt G, Shires G, Bott T (1994), Process Heat Transfer, CRC Press Inc, Florida.</ref>

{| class="wikitable"
|-
! Fases<ref>Table: Various Types of Gas - Liquid Direct Contact Heat Exchangers (Hewitt G, Shires G & Bott T, 1994)</ref>
! Fase contínua
! Força condutora
! Mudança de fase
! Exemplos
|-
| Gás – Líquido
| Gás
| Gravidade
| Não
| Colunas ''spray'', colunas rechedas
|-
|
|
|
| Sim
| Torres de resfriamento, evaporadores por gotejamento
|-
|
|
|Forçada
|Não
|Resfriadores ''spray''/supressores
|-
|
|
|Fluxo líquido
|Sim
|Condensadores ''spray''/Condensadores e evaporadores por jato
|-
|
|Líquido
|Gravidade
|Não
|Coluna de bolhas, colunas de bandejas perfuradas
|-
|
|
|
|Sim
|Condensadores de coluna de bolhas
|-
|
|
|Forçada
|Não
|Espargidores de gás
|-
|
|
|Fluxo de gás
|Sim
|Evaporadores de contato direto, combustão submersa
|}
== Serpentinas de ar HVAC ==

Uma das maiores utilizações de trocadores de calor é para [[Condicionamento de ar|ar condicionado]] das edificações e veículos. Esta classe de trocadores de calor é comumente chamado ''serpentinas ou bobinas de ar'', ou apenas ''serpentinas'' devido à sua tubulação interna frequentemente em serpentina. Serpentinas [[Sistema de controle HVAC|HVAC]] líquido-ar, ou ar-líquido são tipicamente de arranjo de fluxo cruzado. Nos veículos, serpentinas de calor são frequentemente chamadas [[aquecedor central|aquecedores centrais]].

No lado líquido destes trocadores de calor, os fluidos comuns são água, uma solução de água-[[Diol|glicol]], vapor, ou um [[refrigerante]]. Para ''serpentinas de aquecimento'', água quente e vapor são mais comuns, e este fluido de aquecimento é suprido por [[caldeira]]s, por exemplo. Para ''serpentinas de resfriamento'', água resfriada e refrigerante são mais comuns. Água resfriada é suprida a partir de uma [[máquina frigorífica]] que é potencialmente localizado muito longe, mas refrigerante deve ser proveniente de uma unidade de condensação nas proximidades. Quando um refrigerante é utilizado, a serpentina de resfriamento é o [[evaporador]] no ciclo de [[Refrigeração por compressão|refrigeração por compressão de vapor]]. Serpentinas HVAC que usam essa expansão direta de refrigerantes são comumente chamados ''serpentinas DX''.

No lado do ar de serpentinas HVAC existe uma diferença significativa entre aquelas utilizados para o aquecimento, e as de refrigeração. Devido a [[psicrometria]], o ar que é esfriado frequentemente tem condensação de umidade fora dela, exceto com fluxos de ar extremamente seco. Aquecimento de algum ar a capacidade deste fluxo de ar de reter água. Então, em serpentinas de aquecimento não é necessário considerar a condensação da umidade em seu lado ar, mas serpentinas de resfriamento ''devem'' ser adequadamente projetadas e selecionadas para lidar com as suas particulares umidade ''latente'', assim como as cargas de resfriamento ''sensível''. A água que é removida é chamada ''condensado''.

Para muitos climas, serpentinas HVAC de água ou vapor podem ser expostos a condições de congelamento. Dado que água expande-se sob congelamento, estes um tanto caros e difíceis de substituir trocadores de calor de paredes finas podem ser facilmente danificados ou destruídos por apenas um congelamento. Assim, proteção contra o congelamento das serpentinas é uma das principais preocupações dos projetistas, instaladores e operadores de HVAC.

A introdução de recortes colocados dentro das aletas do trocador de calor controla a condensação, permitindo que as moléculas de água permaneçam no ar refrigerado. Esta invenção permitiu a formação de gelo sem refrigeração do mecanismo de refrigeração.<ref>[http://www.google.com/patents/pdf/_RAISLEY_X.pdf?id=zwxKAAAAEBAJ&output=pdf&sig=63-9nepnkjAp6ngTtM6iTQCAca4 Patent 2,046,968 John C Raisley] issued July 7 1936; filed Jan. 8, 1934 [http://www.google.com/patents?id=zwxKAAAAEBAJ&dq=2046968]</ref>

Os trocadores de calor em combustão direta de [[caldeira]]s, típicos em muitas resistências, não são 'serpentinas'. Eles são, pelo contrário, trocadores de calor gás-ar que são tipicamente feitos de metal estampado em chapa de aço. Os produtos da combustão passam de um lado destes trocadores de calor e ar a ser condicionado pelo outro. Um ''permutador de calor rachado'' é, portanto, uma situação perigosa que exige atenção imediata, pois os produtos de combustão são então susceptíveis de entrar na edificação ou instalações.
== Trocadores de calor espirais ==

[[Imagem:Spiral heat exchanger.png|thumb|250px|Desenho esquemático de um trocador de calor espiral.]]

Um trocador de calor [[espiral]] (SHE, ''spiral heat exchanger''), pode referir-se a um configuração de tubos [[Hélice (geometria)|helicoidal]] (espiralada),<ref>[http://www.sentry-equip.com/Products/spiral_tube_HX.htm Sentry Equipment Corp Spiral tube Heat Exchangers]</ref> mais genericamente, o termo refere-se a um par de superfícies planas que são espiraladas de forma a formar os dois canais em um arranjo de fluxo contracorrente.<ref name="autogenerated1">[http://www.alfalaval.com/solution-finder/products/spiral-heat-exchanger/pages/howitworks.aspx Alfa Laval Spiral Heat Exchangers]</ref><ref name=canaley>[http://www.canaley.com/canaleypages/canaleymedia/file21379_0_232840_Spiral_Heat_V3_low.pdf Alfa Laval – spiral heat exchangers] - '''www.canaley.com'''</ref> Cada um dos dois canais tem dois longos trajetos curvos. Um par de entradas de fluido são conectados [[tangente|tangencialmente]] a outros braços da espiral, e as entradas axiais são comuns, mas opcionais.<ref>[http://www.gc3.com/Default.aspx?tabid=74 Cooling water] - '''www.gc3.com'''</ref>

A principal vantagem dos trocadores SHE é seu uso do espaço altamente eficiente. Esse atributo é muitas vezes alavancado e parcialmente realocado para ganhar outras melhorias no desempenho, de acordo com metodologias conhecidas em projeto de trocadores de calor. (Uma metodologia destacada é a comparação do custo de capital ''versus'' o custo operacional.) Um SHE compacto pode ser usado para ter uma menor ocupação nas instalações, e portanto reduz todos os custos de capital relacionados, ou um sobredimensionado SHE pode ser usado para ter-se menor queda de [[pressão]], menor [[energia]] de bombeamento, mais alta [[eficiência térmica]], e mais baixos custos de energia.<ref name="autogenerated1" /><ref name=canaley /><ref>[http://www.kurose.co.jp/sh_merit_e.htm KUROSE Spiral Heat Exchanger] - '''www.kurose.co.jp'''</ref>

=== Construção ===

As distâncias entre as folhas dos canais em espiral são mantidas usando pinos espaçadores que foram soldados antes de serem rolados. Uma vez que o pacote espiral principal foi enrolado, bordas suplentes superiores e inferiores são soldadas e cada extremidade fechada por um plano cone de cobertura cobrir aparafusado ao corpo. Isso assegura que a mistura dos dois líquidos não irá ocorrer. Se um vazamento acontecer, será da cobertura de periferia para a atmosfera, ou para uma passagem que contém a mesmo fluido.<ref>E.A.D.Saunders (1988). ''Heat Exchangers:Selection Design And Construction'' Longman Scientific and Technical ISBN 0-582-49491-5</ref>

=== Autolimpeza ===

Trocadores SHE são frequentemente usados no aquecimento de fluidos que contenham sólidos e, portanto, tem uma tendência a [[incrustação]] no interior do trocador de calor. A baixa queda de pressão dá ao trocador SHE sua capacidade de lidar com incrustações mais facilmente. O trocador SHE usa um mecanismo de "autolimpeza" pelo qual as superfícies sujas causam um aumento localizado da velocidade do fluido, aumentando assim a [[Arrasto|arraste]] (ou [[atrito]] fluido) sobre a superfície incrustada, contribuindo assim para retirar o bloqueio e manter limpo o trocador de calor. "As paredes internas que compõem a superfície de transferência de calor são muitas vezes bastante grossas, o que torna o trocador SHE muito robusto, e capaz de durar muito tempo em ambientes exigentes."<ref>[http://www.heseco.com/spiral-heat-exchangers.htm spiral heat exchangers]</ref> Eles também são facilmente limpos, abrindo-se como um [[forno]] onde qualquer acumulação de incrustação pode ser removidos por [[lavagem à pressão]].

=== Disposição dos fluxos ===

[[Imagem:Exchangerflow.svg|thumb|400px|Fluxos concorrente e contracorrente.]]

Existem três tipos principais de fluxos em um trocador de calor espiral:

# '''Fluxo em contracorrente''': Ambos os fluxo de fluidos em direções opostas, é utilizado para aplicações líquido-líquido, condensação e arrefecimento de gás. As unidades são geralmente montadas verticalmente quando condensação de vapor e montadas horizontalmente ao manusear altas concentrações de sólidos.
# '''Fluxo em Espiral/fluxo cruzado''': Um fluido está em fluxo em espiral e outro em um fluxo cruzado. As passagens do fluxo em espiral são soldados de cada lado para este tipo de trocador de calor em espiral. Esse tipo de escoamento é adequado para lidar com gases de baixa densidade, que passam pelo fluxo cruzado, evitando a perda de pressão. Ele pode ser usado para aplicações líquido-líquido se um líquido tem uma vazão consideravelmente maior do que o outro.
# '''Vapor distribuído/fluxo em espiral:''' Este projeto é um condensador, e é geralmente montado verticalmente. Ele é projetado para atender a sub-resfriamento tanto de condensado e não condensáveis. O resfriante move-se em uma espiral e sai através do topo. Gases quentes que entram deixam condensado que sai através da saída inferior.

=== Aplicações ===

Os trocadores SHE são bons para aplicações tais como [[pasteurização]], aquecimentos de digestores, recuperação de calor, pré-aquecimento (ver: [[recuperador]]), e esfriamento de efluentes. Para tratamento de lamas, trocadores SHE são geralmente menores que outros tipos de trocadores de calor.<ref>[http://local.alfalaval.com/en-us/key-industries/wastewater-treatment/spiralheatexchangers/Documents/Spiral%20approach%20the%20sludge%20heat%20exchange.pdf The spiral approach to sludge heat exchange] - '''local.alfalaval.com'''</ref>
== Seleção ==

Devido às muitas variáveis envolvidas, a seleção ótima de um trocador de calor é desafiante. Cálculos manuais são possíveis, mas muitas interações são tipicamente necessárias. Assim, trocadores de calor são mais frequentemente seleccionados através de programas de computador, que por projetistas de sistemas, que são tipicamente [[engenheiro]]s, ou pelos fornecedores de equipamentos.

De maneira a selecionar um trocador de calor apropriado, os projetistas de sistemas (ou fornecedores dos equipamentos) em primeiro lugar consideram as limitações de projeto para cada tipo de trocador de calor. Embora o custo seja muitas vezes o primeiro critério avaliado, há vários outros importantes critérios de seleção que incluem:
* Limite de alta e baixa pressão
* Performance térmica
* Faixas de temperatura
* O conjunto de produtos (líquido/líquido, líquidos com particulados ou alto teor de sólidos)
* Queda de pressão ao longo do trocador
* Capacidade de fluxo de fluido
* Características de limpeza, manutenção e reparo
* Materiais requeridos para construção
* Capacidade e facilidade de futura expansão

A escolha do trocador de calor correto requer algum conhecimento de diferentes tipos de trocadores de calor, assim como o ambiente no qual a unidade irá operar. Tipicamente na indústria de manufatura, diversos tipos diferentes de trocadores de calor são usados para apenas um processo ou sistema para obter-se o produto final. Por exemplo, um trocador de calor ''kettle'' para pré-aquecimento, um trocador de tubo duplo para o fluido ''transportador'' e um trocador placa e quadro para resfriamento. Com suficiente conhecimento de tipos de trocadores de calor e requerimentos de operação, uma seleção apropriada pode ser feita para otimizar-se o processo.<ref>White, F.M. ‘Heat and Mass Transfer’ © 1988 Addison-Wesley Publishing Co. p602-604</ref><ref>‘[http://www.geothermie.de/egec-geothernet/prof/heat_exchangers.htm Heat Exchangers] {{Wayback|url=http://www.geothermie.de/egec-geothernet/prof/heat_exchangers.htm |date=20080329040512 }}’ Kevin D. Rafferty, Gene Culver Geo-Heat Center © 1996-2001</ref><ref>‘[http://www.process-heating.com For manufacturing engineers who use heat processing equipment - Heat exchanger basics]’ BNP Media © 2007</ref>a
== Monitoração e manutenção ==

A inspeção de integridade de trocadores de calor tubular e de placas podem ser testados ''in situ'' por métodos de condutividade ou por gás hélio. Estes métodos confirmam a integridade das placas ou tubos para prevenir qualquer contaminação cruzada e as condições das juntas.

Monitoração das condições dos [[tubos]] de trocadores de calor pode ser conduzida através de [[ensaio não destrutivo|ensaios não destrutivos]] como os [[Ensaio não destrutivo|ensaios não destrutivos de tubos]] (''Tubular'' NDT, de ''tubular nondestructive testing'') e ensaios baseados em [[Corrente de Foucault|correntes parasitas]].
Os mecanismos de fluxo de água e depósitos são frequentemente simulados por [[fluidodinâmica computacional]] (CFD, ''computational fluid dynamics''). A [[incrustação]] é um problema sério em alguns trocadoes de calor. Águas doces pouco tratadas são fequentemente usadas como água de resfriamento, o que resulta em detritos biológicos entrando no trocador de calor e produzindo camadas, diminuindo o [[coeficiente de transferência térmica]]. Outro problema comum é o "[[tártaro]]", ou incrustação [[calcário|calcária]], que é composto de camadas depositadas de [[composto químico|compostos químicos]], como [[carbonato de cálcio]] ou [[carbonato de magnésio]], relacionados com a [[dureza da água]].

=== Incrustação ===

[[Imagem:Fouling02.jpg|thumb|250px|Um trocador de calor em uma usina de energia a vapor contaminada com macro-incrustação.]]

[[Incrustação]] ocorre quando um fluido passa por um trocador de calor, e as impurezas no fluido precipitam-se sobre a superfície dos tubos.

A [[precipitação (química)|precipitação]] destas [[impureza]]s pode ser causada por:
*Uso frequente do trocador de calor
*Ausência de limpeza regular do trocador de calor
*Redução da velocidade dos fluidos movendo-se através do trocador de calor
*Superdimensionamento do trocador de calor
Efeitos de incrustação são mais abundantes nos tubos quentes dos trocadores de calor que em tubos frios. Isto é causado porque impurezas são menos facilmente dissolvidas num fluido frio. Isto é porque, para a maioria das substâncias, a [[solubilidade]] aumenta quando a temperatura aumenta. Uma notável exceção é [[água dura]] e seus sais de [[metal alcalino-terroso|metais alcalinos-terrosos]] onde o oposto é verdadeiro.

A incrustação aumenta a área da seção transversal para o calor ser transferido e causa um aumento na resistência à transferência de calor através do trocador de calor. Isto é porque a condutividade térmica da camada de incrustação é baixa. Isto reduz o [[coeficiente de transferência térmica]] global e a eficiência do trocador de calor. Ocorrendo isto, pode conduzir a um aumento nos custos de bombeamento e manutenção.

A abordagem convencional para o controle de incrustação combina a aplicação “cega” de biocidas e produtos químicos antitártaro com testes de laboratório. Isto frequentemente resulta em uso excessivo de produtos químicos com o inerente efeito colateral de acelerar o sistema de corrosão e aumentar os resíduos tóxicos - sem mencionar o incremento de custos de tratamentos desnecessários.

No entanto, existem soluções para monitoramento contínuo incrustantes em ambientes líquidos, tais como o sensor [http://www.neo-sens.com Neosens] FS, medindo tanto a espessura de incrustação e temperatura, permitindo otimizar a utilização de produtos químicos e controlar a eficiência de limpeza.

O superdimensionamento dos trocadores causa o aumento da incrustação pela diminuição do arraste tanto de sólidos particulados quanto de impurezas que se solidificam e se precipitam ao longo do trocador, não sendo removidos continuamente pela ação do próprio movimento em suficiente velocidade do fluido.<ref>Sadık Kakaç,Hongtan Liu; [http://books.google.com.br/books?id=QiWUFOkPBPIC&lpg=PP1&dq=Thermal%20and%20Hydraulic%20Design%20of%20Heat%20exchangers%20by%20Sadik%20Kakac%20and%20Hongtan%20Liu&pg=PP1#v=onepage&q&f=false Heat exchangers: selection, rating, and thermal design]; CRC Press; 2nd Ed.; 2002; ISBN 0849309026</ref><ref>Bell, Kenneth J.; Thermal and Hydraulic Design of Heat exchangers; Hemisphere Pub. Corp.; 1983; ISBN 10: 0891161252</ref><ref>R. K. Shah,Dušan P. Sekulić; [http://books.google.com.br/books?id=beSXNAZblWQC&lpg=PP1&dq=Thermal%20and%20Hydraulic%20Design%20of%20Heat%20exchangers%20by%20Sadik%20Kakac%20and%20Hongtan%20Liu&pg=PP1#v=onepage&q&f=false Fundamentals of heat exchanger design]; Wiley; 2003</ref>

=== Manutenção ===

Trocadores de calor de placas precisam ser desmontados e limpos periodicamente. Trocadores de calor tubulares podem ser limpos por métodos tais como a limpeza ácida, [[jateamento abrasivo|jateamento]], [[corte com jato de água|jato de água de alta pressão]], [[limpeza por bala]],<ref>[http://www.igp-group.com/aruchembullets.htm CONDENSER CLEANING USING BULLETS] {{Wayback|url=http://www.igp-group.com/aruchembullets.htm |date=20100706023149 }} - '''www.igp-group.com'''</ref> ou por hastes.

Em grande escala os sistemas de refrigeração de água para trocadores de calor, [[tratamento de água]] tal como a purificação, a adição de [[Substância|produtos químicos]] e testes, são usados para minimizar o sujar de equipamento de troca de calor. Outros tratamentos de água também são usado em sistemas de vapor para usinas de energia, etc, para minimizar a incrustação e corrosão da troca de calor e outros equipamentos.

Uma variedade de empresas começaram a utilizar a água ter tecnologia de oscilações para evitar [[bioincrustação]]. Sem o uso de produtos químicos, este tipo de tecnologia tem ajudado na provisão de uma baixa queda de pressão em trocadores de calor.<ref>HyCa Technologies - [http://www.hyca.co.in/HyCator-BFP_Hyca-Technologies.php HyCator™:BFP Reactor System] - '''www.hyca.co.in'''</ref><ref>[http://www.merusaustralia.com.au/node/44 Biofilm and biofouling] - '''www.merusaustralia.com.au'''</ref>
== Na indústria ==

Trocadores de calor são largamente usados na indústria tanto para resfriamento e aquecimento em larga escala em processos industriais. O tipo de tamanho de trocadores de calor usados pode ser adaptado a um processo dependendo do tipo de fluido, sua fase, temperatura, densidade, viscosidade, pressões, composição química e várias outras propriedades termodinâmicas.

Em muitos processos industriais existe desperdício de energia ou uma corrente de calor que está sendo exaurida, trocadores de calor podem ser usados para recuperar este calor e colocá-lo em uso pelo aquecimento de uma outra corrente no processo. Esta prática poupa uma quantidade de dinheiro na indústria como o calor fornecidos a outras correntes dos trocadores de calor que de outra dorma viria de fonte externa a qual é mais custosa e mais nociva ao ambiente.

Trocadores de calor são usados em muitas indústrias, algumas das quais incluem:
* [[Estação de tratamento de águas residuais|Tratamento de águas residuais]]
* Sistemas de refrigeração
* Indústria de vinhos e [[cervejaria]]s
* Indústria do petróleo.
* Indústria química pesada

Na indústria de tratamento de águas residuais, trocadores de calor desempenham um papel vital na manutenção ótima de temperaturas internamente a [[Digestão anaeróbia|digestores anaeróbicos]] a fim de promover o crescimento de microorganismos que removem os poluentes das águas residuais. Os tipos mais comuns de trocadores de calor utilizados nesta aplicação são o trocadores de calor de duplo tubo, bem como os trocadores de calor de placa e quadro.
== Em aeronaves ==

Em aeronaves comerciais, trocadores de calor são usados para tomar calor do sistema de óleo do motor a aquecer combustível frio.<ref>
{{citar web
| url = http://www.freepatentsonline.com/4498525.html
|título= United States Patent 4498525, Fuel/oil heat exchange system for an engine
|acessodata=3 de fevereiro de 2009
|publicado= United States Patent and Tradmark Office
}}</ref> Isto melhora a eficiência do combustível, assim como reduz a possibilidade de água aprisionada no combustível congelado em componentes.<ref name="2009-heat-exchanger">
{{citar web
| url = http://www.flightglobal.com/articles/2009/02/03/322023/boeing-links-heathrow-atlanta-trent-895-engine-rollbacks.html
|título= Boeing links Heathrow, Atlanta Trent 895 engine rollbacks
|acessodata=3 de fevereiro de 2009
|publicado= FlightGlobal.com
}}</ref>

No início de 2008, um [[Boeing 777]] voando como [[British Airways Flight 38]] acidentou-se pouco após a pista. No início de 2009 Boeing atualizou informações para os operadores de aeronaves, o problema foi identificado como específico dos trocadores de calor do fluxo de óleo do motor Rolls-Royce.<ref group=nota>Outros trocadores de calor, ou aeronaves Boeing 777 movidas por motores GE ou Pratt and Whitney, não são afetadas pelo problema.</ref>
== Um modelo para um trocador de calor simples ==

Um trocador de calor simples<ref>Kay J M & Nedderman R M (1985) ''Fluid Mechanics and Transfer Processes'', Cambridge University Press</ref> pode ser entendido como dois tubos retos com fluxo de fluido, os quais são termicamente conectados. Considera-se os tubos como de igual comprimento ''L'', conduzindo fluidos com [[capacidade térmica]] <math>C_i</math> (energia por unidade de massa por unidade por alteração na temperatura) e considere-se a taxa de fluxo de massa dos fluidos através dos tubos sendo <math>j_i</math> (massa por unidade de tempo), onde o subscrito ''i'' aplica-se ao tubo 1 ou tubo 2.

Os perfis de temperatura para os tubos são <math>T_1(x)</math> and <math>T_2(x)</math> onde ''x'' é a distância ao longo do tubo. Suponha-se um estado estacionário, de modo que os perfis de temperatura não são funções de tempo. Considere-se também que somente transferência de calor de um pequeno volume de fluido em um tubo está para o elemento de fluido no outro tubo na mesma posição. Não haverá transferência de calor ao longo de um tubo devido a diferenças de temperatura naquele tubo. Pela [[Propagação térmica|lei de Newton do resfriamento]] a taxa de alteração da energia de um pequeno volume de fluido é proporcional à diferença de temperatura entre ele e o elemento correspondente no outro tubo:

:<math>\frac{du_1}{dt}=\gamma(T_2-T_1)</math>
:<math>\frac{du_2}{dt}=\gamma(T_1-T_2)</math>

onde <math>u_i(x)</math> é a energia térmica por unidade de comprimento e γ é a constante de conexão térmica por unidade de comprimento entre os dois tubos.

Esta alteração na energia interna resulta em uma alteração na temperatura do elemento de fluido. A taxa no tempo de alteração para o elemento de fluido sendo transportado ao longo do fluido é:

:<math>\frac{du_1}{dt}=J_1 \frac{dT_1}{dx}</math>
:<math>\frac{du_2}{dt}=J_2 \frac{dT_2}{dx}</math>

onde <math>J_i=C_ij_i</math> é a "taxa de fluxo de massa térmica". As equações diferenciais governando o trocador de calor podem agora ser escritas como:

:<math>J_1\frac{\partial T_1}{\partial x}=\gamma(T_2-T_1)</math>
:<math>J_2\frac{\partial T_2}{\partial x}=\gamma(T_1-T_2).</math>

Note-se que, dado que o sistema é um estado estacionário, não há derivadas parciais de temperatura em relação ao tempo, e já que não há transferência de calor ao longo do tubo, não há derivadas segundas em ''x'' como é encontrado na [[equação do calor]]. Estas duas [[equação diferencial|equações diferenciais]] de primeira ordem acopladas podem ser resolvidas resultando:

:<math>T_1=A-\frac{Bk_1}{k}\,e^{-kx}</math>
:<math>T_2=A+\frac{Bk_2}{k}\,e^{-kx}</math>

onde <math>k_1=\gamma/J_1</math>, <math>k_2=\gamma/J_2</math>, <math>k=k_1+k_2</math> e ''A'' e ''B'' são duas ainda indeterminadas constantes de integração. Fazendo-se <math>T_{10}</math> and <math>T_{20}</math> serem as temperaturas a x=0 e fazendo-se <math>T_{1L}</math> e <math>T_{2L}</math> serem as temperaturas no final do tubo em x=L. Define-se as temperaturas médias em cada tubo como:

:<math>\overline{T}_1=\frac{1}{L}\int_0^LT_1(x)dx</math>
:<math>\overline{T}_2=\frac{1}{L}\int_0^LT_2(x)dx.</math>

Usando-se as soluções acima, estas temperaturas são:

::{|
|-
| <math>T_{10}=A-\frac{Bk_1}{k}</math>
| <math>T_{20}=A+\frac{Bk_2}{k}</math>
|-
| <math>T_{1L}=A-\frac{Bk_1}{k}e^{-kL}</math>
| <math>T_{2L}=A+\frac{Bk_2}{k}e^{-kL}</math>
|-
| <math>\overline{T}_1=A-\frac{Bk_1}{k^2L}(1-e^{-kL})</math>        
| <math>\overline{T}_2=A+\frac{Bk_2}{k^2L}(1-e^{-kL}).</math>
|}

Escolhendo-se quaisquer duas das temperaturas aima irá permitir que as constantes de integração sejam eliminadas, o que permitirá que as outras quatro temperaturas sejam encontradas. A energia total transferida é encontrada por integração das expressões para a taxa no tempo da alteração de energia interna por unidade de comprimento:

:<math>\frac{dU_1}{dt} = \int_0^L \frac{du_1}{dt}\,dx = J_1(T_{1L}-T_{10})=\gamma L(\overline{T}_2-\overline{T}_1)</math>
:<math>\frac{dU_2}{dt} = \int_0^L \frac{du_2}{dt}\,dx = J_2(T_{2L}-T_{20})=\gamma L(\overline{T}_1-\overline{T}_2).</math>

Pela [[Lei da conservação de energia|conservação da energia]], a soma das duas energias é zero. A quantidade <math>\overline{T}_2-\overline{T}_1</math> é conhecida como a [[diferença de temperatura média logarítmica]] é é uma medida da eficiência do trocador de calor em transferir energia térmica.
== Na natureza ==

Diversas estruturas dos seres vivos comportam-se como trocadores de calor. Estas diversas estruturas desenvolveram-se em forma e características no [[Evolução|processo evolutivo]] com crescentes eficiências nos processos térmicos que controlam e nas trocas térmicas adequadas ao meio que promovem

=== Humanos ===

Os pulmões humanos, assim como os de diversas espécies [[Homeotermia|homeotermas]] como outros [[mamífero]]s e as [[ave]]s, servem como um trocador de calor extremamente eficiente devido a sua grande razão de área de superfície por volume.<ref>WEBB, PAUL; [http://www.dtic.mil/srch/doc?collection=t3&id=AD0293194 HEAT LOSS FROM THE RESPIRATORY TRACT IN COLD] - '''www.dtic.mil''</ref> Em espécies que tem [[testículo]]s externos (tais como os humanos e diversos mamíferos), como as [[artéria]]s dos testículos são cercadas por uma malha de veias chamada de [[plexo pampiniforme]]. Isto esfria o sangue que dirige-se aos testículos, enquanto reaquece o sangue retornando ao corpo.<ref>[http://marcelo.juvencio.sites.uol.com.br/esperma.htm Espermatozóides] - '''marcelo.juvencio.sites.uol.com.br'''</ref><ref group=nota>Na maioria dos mamíferos tais estruturas são necessárias para a maturação dos [[espermatozoide]]s, que só se dá em temperatura ligeiramente menor que a interna do corpo.</ref>

=== Elefantes ===

As orelhas dos [[elefante africano|elefantes africanos]] são um exemplo de estrutura desenvolvida pelo processo evolutivo com vistas à refrigeração pela [[convecção forçada]], especialmente quando abanam as orelhas, da corrente sanguínea, trocando calor com o ar, operando como trocador de calor líquido-ar em resfriamento do líquido.<ref>[http://student.claytonstate.net/~csu21311/adaptations.htm African elephant adaptations - The Ears] {{Wayback|url=http://student.claytonstate.net/~csu21311/adaptations.htm |date=20080613203225 }} - '''student.claytonstate.net'''</ref><ref>Christine and Michel, Denis-Hout. ''The Art of being an Elephant.'' New York: Barnes and Noble, 2003.</ref><ref>[http://www.sandiegozoo.org/animalbytes/t-elephant.html Mammals: Elephant] - '''www.sandiegozoo.org'''</ref>

=== Aves, peixes, baleias ===

Trocadores de calor em "contracorrente" ocorrem naturalmente no sistema circulatório de [[peixe]]s e [[baleia]]s. Artérias da pele transportando sangue quente são interligadas com as veias da pele transportando sangue frio, causando a troca de calor do sangue arterial quente com o sangue venoso frio. Isto reduz a perda de calor global em águas frias. Trocadores de calor estão presentes também na língua de [[baleia]]s como grandes volumes de fluxo de água através de suas bocas.<ref>{{Citar web |url=http://www.nhm.org/research/mammals/jj/ |titulo=Cópia arquivada |acessodata=2010-04-29 |arquivourl=https://web.archive.org/web/20090614084555/http://www.nhm.org/research/mammals/jj/ |arquivodata=2009-06-14 |urlmorta=yes }}</ref><ref>{{citar periódico|url=http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/278/5340/1138 |periódico=Science |volume=278 |número=5340 |autor =Heyning and Mead |páginas=1138–1140 |data=novembro de 1997 |título=Thermoregulation in the Mouths of Feeding Gray Whales |acessodata=2010/01/19}}</ref> [[Ave limícola|Aves limícolas]] usam um sistema similar para limitar as perdas de calor de seus corpos através de suas pernas na água.

=== Animais pré-históricos ===

O animais pré-históricos [[Sinápsida|sinapsidas]], como o ''[[Dimetrodon]]'' e o ''[[Edaphosaurus]]'', possuiam "velas" nas costas que são hipoteticamente consideradas como tendo função de regulagem térmica.<ref>{{citar periódico|último =Bramwell |primeiro =C. D. |autorlink = |coautor= Fellgett, P.P. |ano=1973 |month= |título= Thermal regulation in sail lizards|periódico= [[Nature (journal)|Nature]]|volume=242 |número= |páginas=203–205 |id= |doi= 10.1038/242203a0 |acessodata=2007-03-29 |citação= }}</ref>
== Ver também ==
* [[Entalpia]]
* [[Arrefecimento gratuito]]
* [[Recuperador de calor]]
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Trocador de energia térmica
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Um trocador de calor ou permutador de calor é um dispositivo para transferência de calor eficiente de um meio para outro.Tem a finalidade de transferir calor de um fluido para o outro, encontrando-se estes a temperaturas diferentes. Os meios podem ser separados por uma parede sólida, tanto que eles nunca misturam-se, ou podem estar em contato direto.[1] Um permutador de calor é normalmente inserido num processo com a finalidade de arrefecer (resfriar) ou aquecer um determinado fluido. São amplamente usados em aquecedores, refrigeração, condicionamento de ar, usinas de geração de energia, plantas químicas, plantas petroquímicas, refinaria de petróleo, processamento de gás natural, e tratamento de águas residuais. Em muitos textos em inglês é abreviado para HX (heat exchanger).

Trocador de calor tubular.
Um exemplo comum de trocador de calor é o radiador em um carro, no qual a fonte de calor, a água, sendo um fluido quente de refrigeração do motor, transfere calor para o ar fluindo através do radiador (i.e. o meio de transferência de calor). Em outras aplicações são usados para refrigeração de fluidos, sendo os mais comuns, óleo e água e são construídos em tubos, onde, normalmente circula o fluido refrigerante (no caso de um trocador para refrigeração). O fluido a ser refrigerado circula ao redor da área do tubo, isolado por outro sistema de tubos (similar a uma Serpentina (duto)) que possui uma ampla área geometricamente favorecida para troca de calor.

O material usado na fabricação de trocadores de calor, geralmente possui um coeficiente de condutibilidade térmica elevado. Sendo assim, são amplamente utilizados o cobre e o alumínio e suas ligas.

Dentro da teoria em engenharia, é um volume de controle, sendo que este equipamento normalmente opera em regime permanente, onde as propriedades da seção de um fluido não se altera com o tempo.

A eficiência de um trocador de calor depende principalmente:

Do material utilizado para construção;
Da característica geométrica e
Do fluxo, temperatura e coeficiente de condutibilidade térmica dos fluidos em evidência.
Genericamente, para melhorar a troca de calor, são colocados aletas em toda a área da tubulação. Estas aletas fazem com que o fluido se disperse em áreas menores, assim, facilitando a troca de calor. Aletas, consistem em células interligadas entre si, onde circula fluido. São construídas em materiais de excelente condutibilidade térmica. Seu uso, acarreta uma grande desvantagem em um sistema termodinâmico, pois reduzem drasticamente a pressão com relação a entrada e saída. A maioria dos trocadores de calor, utilizam tubos com geometrias que favorecem a troca de calor, onde internamente, há em sua área aletas.

Os permutadores de calor existem em várias formas construtivas consoante a aplicação a que se destinam, sendo as principais:

Permutador de calor de carcaça e tubos (em inglês shell and tube heat exchanger)
Permutador de calor de placas (plate heat exchanger)
Permutador de calor de placas brasadas com aletas (brazed plate fin heat exchanger)
Quanto as fases, existem 2 tipos de trocadores de calor:

Monofásico, onde não há mudança de fase no fluido a ser refrigerado ou aquecido e
Multifase, onde há mudança de estado físico do fluido.
Exemplo de trocadores de calor monofásicos: Radiador de água e intercooler (ou radiadores a ar).

Exemplo de trocadores de calor multifase: Condensador e evaporadores.

Regime de fluxo
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Fluxos contracorrente (A) e paralelo (B)

Fig. 1: Trocador de calor casco e tubos, passagem única (fluxo paralelo 1-1)

Fig. 2: Trocador de calor casco e tubo, 2 passagens pelos tubos (fluxo contracorrente 1-2)

Fig. 3: Trocador de calor casco e tubo, 2 passagens pelo casco, 2 passagens pelos tubos (fluxo contracorrente 2-2)

Existem duas classificações primárias de trocadores de calor de acordo com seus arranjos de fluxos. Em trocadores de calor de fluxo paralelo, os dois fluidos entram no trocador do mesmo lado, e fluem em paralelo um ao outro para o outro lado. Em trocadores de calor contracorrente os fluidos entram no trocador de lados opostos. O projeto contracorrente é mais eficiente, neste pode-se transferir a maior parte do calor do meio quente (de transferência). Ver troca em contracorrente. Em trocadores de calor contracorrente, os fluidos fluem aproximadamente perpendiculares entre si através do trocador.

Para maior eficiência, trocadores de calor são projetados para maximizar a área de superfície da parede entre os dois fluidos, enquanto minimiza a resistência ao fluxo do fluido através do trocador. O desempenho do trocador também pode ser afetado pela adição de aletas ou ondulações em um ou ambos os sentidos, o que aumenta a área de superfície e pode aumentar o fluxo em canal do fluido ou induzir turbulência.

A temperatura de condução através da superfície de transferência de calor varia com a posição, mas uma temperatura média adequada pode ser definida. Na maioria dos sistemas simples, esta é a diferença de temperatura média logarítmica (LMTD, log mean temperature difference). Às vezes, o conhecimento direto da LMTD não está disponível e o Método das NTU (número de unidades de transferência, em inglês Number of Transfer Units ) é usado.

Tipos de trocadores de calor
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Trocador de calor casco e tubo
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Um trocador de calor casco e tubos
Trocadores de calor casco e tubo consistem de uma série de tubos. Um conjunto destes tubos contém o fluido que deve ser ou aquecido ou esfriado. O segundo fluido corre sobre os tubos que estão sendo aquecidos ou esfriados de modo que ele pode fornecer o calor ou absorver o calor necessário. O conjunto de tubos é chamado feixe de tubos e pode ser feita de vários tipos de tubos: simples, longitudinalmente aletados, etc. Trocadores de calor casco e tubos são normalmente utilizados para aplicações de alta pressão (com pressões superiores a 30 bar e temperaturas superiores a 260°C).[2] Isso ocorre porque os trocadores de calor casco e tubo são robustos, devido à sua forma.

Existem várias características de projeto térmico, que devem ser tidas em conta quando projeta-se os tubos nos trocadores de calor de casco e tubo. Estas incluem:

Diâmetro dos tubos: Usar-se tubos de pequeno diâmetro faz o trocador de calor tanto econômico como compacto. No entanto, é mais provável o trocador de calor incrustam mais rapidamente e pequeno tamanho faz a limpeza mecânica das incrustações difícil. Ao prevalecer a incrustação e os problemas de limpeza, tubos de diâmetros maiores devem ser utilizados. Assim, para determinar o diâmetro de tubos, o espaço disponível, custos, incrustação, bem como a natureza dos fluidos devem ser considerados.
Espessura de parede de tubo: A espessura das paredes dos tubos é normalmente determinada de maneira a garantir:
Existir espaço suficiente para a corrosão
Que a vibração induzida por fluxo tenha resistência
Resistência axial
Disponibilidade de peças sobressalentes
Resistência de contenção ou "de cintura" (para suportar a pressão do tubo interno)
Resistência à flambagem (para suportar sobrepressão no casco)
Comprimentos dos tubos: trocadores de calor são normalmente mais baratos quando ten um menor diâmetro de casco e um longo comprimento de tubo. Assim, normalmente há um objetivo de tornar o trocador de calor, enquanto ao mesmo tempo fisicamente possível, não excedendo as capacidades de produção. No entanto, existem muitas limitações para isso, inclusive o espaço disponível no local onde vai ser utilizado e a necessidade de assegurar que não haja tubos disponíveis em comprimentos que são o dobro do comprimento necessário (para que os tubos possam ser retirados e substituídos). Além disso, o que tem que ser lembrado, os tubos finos são difíceis de remover e substituir.
Passo (pitch) dos tubos: quando projeta-se os tubos, é prático para garantir que o passo (pitch) dos tubos (i.e., a distância do centro do tubo ao centro de tubos adjacentes) não seja inferior a 1,25 vezes o diâmetro dos tubos externos. Um passo maior dos tubos leva a um maior diâmetro global do casco que leva a um trocador de calor mais caro.
Corrugação dos tubos: este tipo de tubos, tubos corrugdos, utilizados principalmente para os tubos internos, aumenta a turbulência dos fluidos e o efeito é muito importante na transferência de calor dando um melhor desempenho.
Distribuição ou configuração (layout) dos tubos: refere-se a como os tubos são posicionados dentro do casco. Existes quatro tipos principais de configuração dos tubos, os quais são, triangular (30°), triangular "girado" (60°), quadrado (90°) ou quadrado girado (45°). Os padrões triangulares são empregados para produzir maior transferência de calor em que força-se o fluido a fluir de uma forma mais turbulenta ao redor da tubulação. Padrões quadrados são empregados onde alta incrustação é experimentada e operações de limpeza são mais regulares.
Projeto das chicanas: chicanas ou defletores são usados em trocadores de calor casco e tubo para direcionar o fluido através do feixe de tubos. Eles correm perpendicularmente ao caso e mantém coeso e fixo o feixe de tubos, evitando que os tubos de vergarem ao longo de um comprimento longo. Eles também podem impedir que os tubos vibrem excessivamente. O tipo mais comum de chicana é a chicana segmentar. As chicanas segmentares semicirculares são orientadas a 180 graus para as chicanas adjacentes forçando o líquido a fluir para cima e para baixo entre o feixe de tubos. Chicanas de espaçamento são de grande importância termodinâmica no projeto de trocadores de calor de casco e tubo. Chicanas devem ser espaçadas, tendo em consideração para a conversão da queda de pressão e transferência de calor. Para a otimização térmica e econômica é sugerido que as chicanas sejam espaçados não mais de 20% do diâmetro interno do casco. Tendo-se chicanas espaçadas muito próximas provoca-se uma maior queda de pressão por causa do redirecionamento de fluxo. Consequentemente com as chicanas espaçadas significa que pode haver regiões mais frias nos cantos entre as chicanas. Também é importante para garantir que as chicanas sejam espaçadas perto o suficiente para que os tubos não cedam. O outro tipo principal de defletor é o disco e defletor de rosca, que consiste de dois defletores concêntricos, o defletor exterior mais amplo parece uma rosquinha (donut), embora o defletor interno é em forma de disco. Este tipo de defletores forçam o fluido a passar em torno de cada lado do disco, em seguida, através do defletor donut gerando um tipo diferente de fluxo de fluido.

Diagrama conceitual de um trocador de calor placa e quadro

Um trocador de calor de placa única
Trocador de calor de placas
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Outro tipo de trocador de calor é o trocador de calor de placas. Um deles é composto por placas múltiplas, finas, levemente separadas que têm áreas de superfície muito grande e as passagens de fluxo de fluido de transferência de calor. Este arranjo empilhado de placas pode ser mais eficaz, em um determinado espaço, que o trocador de calor de casco e tubos. Avanços na tecnologia de vedação e brasagem fizeram o permutador de calor do tipo placa cada vez mais prático. Em aplicações HVAC, grandes trocadores de calor deste tipo são chamados placas-e-quadros, quando utilizados em circuitos abertos, estes trocadores de calor são normalmente do tipo vedado permitindo desmontagem, limpeza e inspeção periódica. Existem muitos tipos de trocadores de calor de placa permanentemente ligadas, tais como variedades de placa brasadas por imersão e brasadas a vácuo, e muitas vezes são especificados para aplicações de circuito fechado, como refrigeração. Trocadores de calor de placas também diferem no tipo de placas que são utilizadas, e nas configurações das placas. Algumas placas podem ser carimbados com o "chevron" (forma de insígnia), ou outros padrões, onde outros possam ter aletas e/ou ranhuras usinadas.

Trocador de calor circular adiabático
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Um quarto tipo de trocador de calor utiliza um fluido intermediário ou armazena sólidos para manter o calor, que é então transferido para o outro lado do trocador de calor a ser liberado. Dois exemplos disso são rodas adiabáticas, que consistem em uma grande roda com linhas finas em rotação através dos quais fluem os fluidos quentes e frios, e trocadores de calor fluido.

Trocador de calor de placas aletadas
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Este tipo de trocador de calor utiliza com passagens em "sanduíche" para aumentar a efetividade da unidade. Os projetos incluem fluxo transversal e contrafluxo com diversas configurações de aletas tais como aletas retas, aletas deslocadas e as aletas onduladas.

Trocadores de calor de placas aletadas são normalmente feitos de ligas de alumínio, que proporcionam maior eficiência de transferência de calor. O material permite que o sistema funcione a baixa temperatura e reduzem o peso do equipamento. Trocadores de calor de placas aletadas são usados principalmente para serviços de baixa temperatura, como plantas de liquefação de gás natural, hélio e oxigênio, as plantas de separação de ar e na indústria de transportes como motores e motores de aeronaves.

Um trocador de calor de placas intercambiáveis aplicado ao sistema de uma piscina de natação.
Vantagens de trocadores de calor de placas e aletas:

Alta eficiência de transferência de calor especialmente em tratamento de gás
Maior área de transferência de calor
Aproximadamente 5 vezes mais leves em peso que os de correspondentes em capacidade trocadores de calor de casco e tubos
Capaz de suportar a alta pressão
Desvantagens de trocadores de calor de placas e aletas:

Pode ocorrer entupimento das vias que são muito estreitas
Dificuldade de limpar as vias
Trocadores de calor fluidos
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Este é um trocador de calor com um gás que passa para cima através de um banho de líquido (frequentemente água), e o fluido é, então, levado para outro lugar antes de ser refrigerado. Isto é comumente utilizado para o resfriamento de gases ao mesmo tempo que remove-se certas impurezas, assim, resolve-se dois problemas de uma vez. É amplamente utilizado em máquinas de café expresso como um método de poupar-se energia de resfriamento de água super-aquecida para ser utilizada na extração do expresso.

Unidades de recuperação de calor de resíduos
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Uma unidade de recuperação de calor (WHRU, Waste Heat Recovery Unit) é um trocador de calor que recupera o calor de um fluxo de gás quente durante sua transferência para um meio de trabalho, geralmente água ou óleo. O fluxo de gás quente pode ser o gás de exaustão de uma turbina a gás ou um motor a diesel ou a gás de resíduos provenientes da indústria ou da refinaria.

Trocador de calor de superfície raspada dinâmico
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Outro tipo de trocador de calor é chamado "trocador de calor de superfície raspada (dinâmico)".[3] São principalmente usados em aquecimento ou resfriamento com produtos altamente viscosos, processos de cristalização, aplicações de evaporação e alta incrustação. Longos tempos de atividade são alcançados devido à raspagem contínua da superfície, evitando assim incrustação e alcançando uma taxa de transferência de calor sustentável durante o processo.

A fórmula usada para isto será {\displaystyle Q=A.U.LMTD}Q=A.U.LMTD, onde Q é a taxa de transferência de calor.

Trocadores de calor de mudança de fase
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Típico refervedor de caldeira usado para torres de destilação industrial

Típico condensador de superfície refrigerado a água
Em adição a aquecimento ou resfriamento de fluidos em apenas uma única fase, trocadores de calor podem ser utilizados para aquecer um líquido para evaporá-lo (ou fervê-lo) ou são utilizados como condensadores arrefecendo um vapor e condensando-o em um líquido. Em plantas químicas e refinarias, refervedores utilizados para aquecer alimentos de entrada para torres de destilação são frequentemente trocadores de calor.[4][5]

Instalações de destilação normalmente utilizam condensadores para condensar os vapores destilados novamente em líquido.

Usinas que tenham turbinas movidas a vapor comumente utilizam trocadores de calor para ferver água em vapor. Trocadores de calor ou unidades similares para a produção de vapor de água são frequentemente chamadas caldeiras ou geradores de vapor.

Em plantas de usinas nucleares chamadas reatores de água pressurizada (PWR, Pressurized Water Reactor), trocadores de calor especialmente grandes os quais passam o calor do reator do sistema primário (palnta do reator nuclear) para o secundário (planta de vapor), produzindo vapor da água no processo, são chamados geradores de vapor. Todas as usinas de energia fóssil e nuclear usando turbinas impulsionadas a vapor, tem condensadores de superfície para converter o vapor de exaustão das turbinas em condensado (água) para reutilização.[6][7]

Para conservar a energia e capacidade de resfriamento em indústrias químicas e outras plantas, trocadores de calor regenerativos podem ser usados para a transferência de calor de uma corrente (fluxo) que precisa ser resfriado a uma outra corrente que precisa ser aquecida, tal como um destilado de arrefecimento e alimentação do refervedor de pré-aquecimento.

Este termo pode também referir-se trocadores de calor que contêm um material dentro de sua estrutura que tem uma mudança de fase. Isso geralmente é uma fase sólida para uma líquida, devido à pequena diferença de volume entre estes estados. Esta mudança de fase efetivamente atua como um "amortecedor" (buffer), pois ocorre a uma temperatura constante, mas ainda permite que o trocador de calor receba o calor adicional. Um exemplo onde isto tem sido investigado é para o uso em eletrônicos de aeronaves de alta potência.

Trocadores de calor de contato direto
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Trocadores de calor de contato direto envolvem transferência de calor entre correntes quentes e frias de duas fases na ausência de uma parede de separação.[8] Assim tais trocadores de calor podem ser classificados como:

Gás– líquido
Líquido imiscível – líquido
Sólido-líquido ou sólido-gás
A maioria dos trocadores de calor contacto directo caem sob a categoria Gás-Líquido, onde o calor é transferido entre gás e líquido na forma de gotas, filmes ou sprays.[2]

Tais tipos de trocadores de calor são usados predominantemente em ar condicionados, umidificação de ambientes, resfriamento de água e plantas de condensação.[9]

Fases[10] Fase contínua Força condutora Mudança de fase Exemplos
Gás – Líquido Gás Gravidade Não Colunas spray, colunas rechedas
Sim Torres de resfriamento, evaporadores por gotejamento
Forçada Não Resfriadores spray/supressores
Fluxo líquido Sim Condensadores spray/Condensadores e evaporadores por jato
Líquido Gravidade Não Coluna de bolhas, colunas de bandejas perfuradas
Sim Condensadores de coluna de bolhas
Forçada Não Espargidores de gás
Fluxo de gás Sim Evaporadores de contato direto, combustão submersa
Serpentinas de ar HVAC
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Uma das maiores utilizações de trocadores de calor é para ar condicionado das edificações e veículos. Esta classe de trocadores de calor é comumente chamado serpentinas ou bobinas de ar, ou apenas serpentinas devido à sua tubulação interna frequentemente em serpentina. Serpentinas HVAC líquido-ar, ou ar-líquido são tipicamente de arranjo de fluxo cruzado. Nos veículos, serpentinas de calor são frequentemente chamadas aquecedores centrais.

No lado líquido destes trocadores de calor, os fluidos comuns são água, uma solução de água-glicol, vapor, ou um refrigerante. Para serpentinas de aquecimento, água quente e vapor são mais comuns, e este fluido de aquecimento é suprido por caldeiras, por exemplo. Para serpentinas de resfriamento, água resfriada e refrigerante são mais comuns. Água resfriada é suprida a partir de uma máquina frigorífica que é potencialmente localizado muito longe, mas refrigerante deve ser proveniente de uma unidade de condensação nas proximidades. Quando um refrigerante é utilizado, a serpentina de resfriamento é o evaporador no ciclo de refrigeração por compressão de vapor. Serpentinas HVAC que usam essa expansão direta de refrigerantes são comumente chamados serpentinas DX.

No lado do ar de serpentinas HVAC existe uma diferença significativa entre aquelas utilizados para o aquecimento, e as de refrigeração. Devido a psicrometria, o ar que é esfriado frequentemente tem condensação de umidade fora dela, exceto com fluxos de ar extremamente seco. Aquecimento de algum ar a capacidade deste fluxo de ar de reter água. Então, em serpentinas de aquecimento não é necessário considerar a condensação da umidade em seu lado ar, mas serpentinas de resfriamento devem ser adequadamente projetadas e selecionadas para lidar com as suas particulares umidade latente, assim como as cargas de resfriamento sensível. A água que é removida é chamada condensado.

Para muitos climas, serpentinas HVAC de água ou vapor podem ser expostos a condições de congelamento. Dado que água expande-se sob congelamento, estes um tanto caros e difíceis de substituir trocadores de calor de paredes finas podem ser facilmente danificados ou destruídos por apenas um congelamento. Assim, proteção contra o congelamento das serpentinas é uma das principais preocupações dos projetistas, instaladores e operadores de HVAC.

A introdução de recortes colocados dentro das aletas do trocador de calor controla a condensação, permitindo que as moléculas de água permaneçam no ar refrigerado. Esta invenção permitiu a formação de gelo sem refrigeração do mecanismo de refrigeração.[11]

Os trocadores de calor em combustão direta de caldeiras, típicos em muitas resistências, não são 'serpentinas'. Eles são, pelo contrário, trocadores de calor gás-ar que são tipicamente feitos de metal estampado em chapa de aço. Os produtos da combustão passam de um lado destes trocadores de calor e ar a ser condicionado pelo outro. Um permutador de calor rachado é, portanto, uma situação perigosa que exige atenção imediata, pois os produtos de combustão são então susceptíveis de entrar na edificação ou instalações.

Trocadores de calor espirais
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Desenho esquemático de um trocador de calor espiral.
Um trocador de calor espiral (SHE, spiral heat exchanger), pode referir-se a um configuração de tubos helicoidal (espiralada),[12] mais genericamente, o termo refere-se a um par de superfícies planas que são espiraladas de forma a formar os dois canais em um arranjo de fluxo contracorrente.[13][14] Cada um dos dois canais tem dois longos trajetos curvos. Um par de entradas de fluido são conectados tangencialmente a outros braços da espiral, e as entradas axiais são comuns, mas opcionais.[15]

A principal vantagem dos trocadores SHE é seu uso do espaço altamente eficiente. Esse atributo é muitas vezes alavancado e parcialmente realocado para ganhar outras melhorias no desempenho, de acordo com metodologias conhecidas em projeto de trocadores de calor. (Uma metodologia destacada é a comparação do custo de capital versus o custo operacional.) Um SHE compacto pode ser usado para ter uma menor ocupação nas instalações, e portanto reduz todos os custos de capital relacionados, ou um sobredimensionado SHE pode ser usado para ter-se menor queda de pressão, menor energia de bombeamento, mais alta eficiência térmica, e mais baixos custos de energia.[13][14][16]

Construção
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As distâncias entre as folhas dos canais em espiral são mantidas usando pinos espaçadores que foram soldados antes de serem rolados. Uma vez que o pacote espiral principal foi enrolado, bordas suplentes superiores e inferiores são soldadas e cada extremidade fechada por um plano cone de cobertura cobrir aparafusado ao corpo. Isso assegura que a mistura dos dois líquidos não irá ocorrer. Se um vazamento acontecer, será da cobertura de periferia para a atmosfera, ou para uma passagem que contém a mesmo fluido.[17]

Autolimpeza
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Trocadores SHE são frequentemente usados no aquecimento de fluidos que contenham sólidos e, portanto, tem uma tendência a incrustação no interior do trocador de calor. A baixa queda de pressão dá ao trocador SHE sua capacidade de lidar com incrustações mais facilmente. O trocador SHE usa um mecanismo de "autolimpeza" pelo qual as superfícies sujas causam um aumento localizado da velocidade do fluido, aumentando assim a arraste (ou atrito fluido) sobre a superfície incrustada, contribuindo assim para retirar o bloqueio e manter limpo o trocador de calor. "As paredes internas que compõem a superfície de transferência de calor são muitas vezes bastante grossas, o que torna o trocador SHE muito robusto, e capaz de durar muito tempo em ambientes exigentes."[18] Eles também são facilmente limpos, abrindo-se como um forno onde qualquer acumulação de incrustação pode ser removidos por lavagem à pressão.

Disposição dos fluxos
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Fluxos concorrente e contracorrente.
Existem três tipos principais de fluxos em um trocador de calor espiral:

Fluxo em contracorrente: Ambos os fluxo de fluidos em direções opostas, é utilizado para aplicações líquido-líquido, condensação e arrefecimento de gás. As unidades são geralmente montadas verticalmente quando condensação de vapor e montadas horizontalmente ao manusear altas concentrações de sólidos.
Fluxo em Espiral/fluxo cruzado: Um fluido está em fluxo em espiral e outro em um fluxo cruzado. As passagens do fluxo em espiral são soldados de cada lado para este tipo de trocador de calor em espiral. Esse tipo de escoamento é adequado para lidar com gases de baixa densidade, que passam pelo fluxo cruzado, evitando a perda de pressão. Ele pode ser usado para aplicações líquido-líquido se um líquido tem uma vazão consideravelmente maior do que o outro.
Vapor distribuído/fluxo em espiral: Este projeto é um condensador, e é geralmente montado verticalmente. Ele é projetado para atender a sub-resfriamento tanto de condensado e não condensáveis. O resfriante move-se em uma espiral e sai através do topo. Gases quentes que entram deixam condensado que sai através da saída inferior.
Aplicações
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Os trocadores SHE são bons para aplicações tais como pasteurização, aquecimentos de digestores, recuperação de calor, pré-aquecimento (ver: recuperador), e esfriamento de efluentes. Para tratamento de lamas, trocadores SHE são geralmente menores que outros tipos de trocadores de calor.[19]

Seleção
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Devido às muitas variáveis envolvidas, a seleção ótima de um trocador de calor é desafiante. Cálculos manuais são possíveis, mas muitas interações são tipicamente necessárias. Assim, trocadores de calor são mais frequentemente seleccionados através de programas de computador, que por projetistas de sistemas, que são tipicamente engenheiros, ou pelos fornecedores de equipamentos.

De maneira a selecionar um trocador de calor apropriado, os projetistas de sistemas (ou fornecedores dos equipamentos) em primeiro lugar consideram as limitações de projeto para cada tipo de trocador de calor. Embora o custo seja muitas vezes o primeiro critério avaliado, há vários outros importantes critérios de seleção que incluem:

Limite de alta e baixa pressão
Performance térmica
Faixas de temperatura
O conjunto de produtos (líquido/líquido, líquidos com particulados ou alto teor de sólidos)
Queda de pressão ao longo do trocador
Capacidade de fluxo de fluido
Características de limpeza, manutenção e reparo
Materiais requeridos para construção
Capacidade e facilidade de futura expansão
A escolha do trocador de calor correto requer algum conhecimento de diferentes tipos de trocadores de calor, assim como o ambiente no qual a unidade irá operar. Tipicamente na indústria de manufatura, diversos tipos diferentes de trocadores de calor são usados para apenas um processo ou sistema para obter-se o produto final. Por exemplo, um trocador de calor kettle para pré-aquecimento, um trocador de tubo duplo para o fluido transportador e um trocador placa e quadro para resfriamento. Com suficiente conhecimento de tipos de trocadores de calor e requerimentos de operação, uma seleção apropriada pode ser feita para otimizar-se o processo.[20][21][22]

Monitoração e manutenção
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A inspeção de integridade de trocadores de calor tubular e de placas podem ser testados in situ por métodos de condutividade ou por gás hélio. Estes métodos confirmam a integridade das placas ou tubos para prevenir qualquer contaminação cruzada e as condições das juntas.

Monitoração das condições dos tubos de trocadores de calor pode ser conduzida através de ensaios não destrutivos como os ensaios não destrutivos de tubos (Tubular NDT, de tubular nondestructive testing) e ensaios baseados em correntes parasitas. Os mecanismos de fluxo de água e depósitos são frequentemente simulados por fluidodinâmica computacional (CFD, computational fluid dynamics). A incrustação é um problema sério em alguns trocadoes de calor. Águas doces pouco tratadas são fequentemente usadas como água de resfriamento, o que resulta em detritos biológicos entrando no trocador de calor e produzindo camadas, diminuindo o coeficiente de transferência térmica. Outro problema comum é o "tártaro", ou incrustação calcária, que é composto de camadas depositadas de compostos químicos, como carbonato de cálcio ou carbonato de magnésio, relacionados com a dureza da água.

Incrustação
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Um trocador de calor em uma usina de energia a vapor contaminada com macro-incrustação.
Incrustação ocorre quando um fluido passa por um trocador de calor, e as impurezas no fluido precipitam-se sobre a superfície dos tubos.

A precipitação destas impurezas pode ser causada por:

Uso frequente do trocador de calor
Ausência de limpeza regular do trocador de calor
Redução da velocidade dos fluidos movendo-se através do trocador de calor
Superdimensionamento do trocador de calor
Efeitos de incrustação são mais abundantes nos tubos quentes dos trocadores de calor que em tubos frios. Isto é causado porque impurezas são menos facilmente dissolvidas num fluido frio. Isto é porque, para a maioria das substâncias, a solubilidade aumenta quando a temperatura aumenta. Uma notável exceção é água dura e seus sais de metais alcalinos-terrosos onde o oposto é verdadeiro.

A incrustação aumenta a área da seção transversal para o calor ser transferido e causa um aumento na resistência à transferência de calor através do trocador de calor. Isto é porque a condutividade térmica da camada de incrustação é baixa. Isto reduz o coeficiente de transferência térmica global e a eficiência do trocador de calor. Ocorrendo isto, pode conduzir a um aumento nos custos de bombeamento e manutenção.

A abordagem convencional para o controle de incrustação combina a aplicação “cega” de biocidas e produtos químicos antitártaro com testes de laboratório. Isto frequentemente resulta em uso excessivo de produtos químicos com o inerente efeito colateral de acelerar o sistema de corrosão e aumentar os resíduos tóxicos - sem mencionar o incremento de custos de tratamentos desnecessários.

No entanto, existem soluções para monitoramento contínuo incrustantes em ambientes líquidos, tais como o sensor Neosens FS, medindo tanto a espessura de incrustação e temperatura, permitindo otimizar a utilização de produtos químicos e controlar a eficiência de limpeza.

O superdimensionamento dos trocadores causa o aumento da incrustação pela diminuição do arraste tanto de sólidos particulados quanto de impurezas que se solidificam e se precipitam ao longo do trocador, não sendo removidos continuamente pela ação do próprio movimento em suficiente velocidade do fluido.[23][24][25]

Manutenção
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Trocadores de calor de placas precisam ser desmontados e limpos periodicamente. Trocadores de calor tubulares podem ser limpos por métodos tais como a limpeza ácida, jateamento, jato de água de alta pressão, limpeza por bala,[26] ou por hastes.

Em grande escala os sistemas de refrigeração de água para trocadores de calor, tratamento de água tal como a purificação, a adição de produtos químicos e testes, são usados para minimizar o sujar de equipamento de troca de calor. Outros tratamentos de água também são usado em sistemas de vapor para usinas de energia, etc, para minimizar a incrustação e corrosão da troca de calor e outros equipamentos.

Uma variedade de empresas começaram a utilizar a água ter tecnologia de oscilações para evitar bioincrustação. Sem o uso de produtos químicos, este tipo de tecnologia tem ajudado na provisão de uma baixa queda de pressão em trocadores de calor.[27][28]

Na indústria
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Trocadores de calor são largamente usados na indústria tanto para resfriamento e aquecimento em larga escala em processos industriais. O tipo de tamanho de trocadores de calor usados pode ser adaptado a um processo dependendo do tipo de fluido, sua fase, temperatura, densidade, viscosidade, pressões, composição química e várias outras propriedades termodinâmicas.

Em muitos processos industriais existe desperdício de energia ou uma corrente de calor que está sendo exaurida, trocadores de calor podem ser usados para recuperar este calor e colocá-lo em uso pelo aquecimento de uma outra corrente no processo. Esta prática poupa uma quantidade de dinheiro na indústria como o calor fornecidos a outras correntes dos trocadores de calor que de outra dorma viria de fonte externa a qual é mais custosa e mais nociva ao ambiente.

Trocadores de calor são usados em muitas indústrias, algumas das quais incluem:

Tratamento de águas residuais
Sistemas de refrigeração
Indústria de vinhos e cervejarias
Indústria do petróleo.
Indústria química pesada
Na indústria de tratamento de águas residuais, trocadores de calor desempenham um papel vital na manutenção ótima de temperaturas internamente a digestores anaeróbicos a fim de promover o crescimento de microorganismos que removem os poluentes das águas residuais. Os tipos mais comuns de trocadores de calor utilizados nesta aplicação são o trocadores de calor de duplo tubo, bem como os trocadores de calor de placa e quadro.

Em aeronaves
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Em aeronaves comerciais, trocadores de calor são usados para tomar calor do sistema de óleo do motor a aquecer combustível frio.[29] Isto melhora a eficiência do combustível, assim como reduz a possibilidade de água aprisionada no combustível congelado em componentes.[30]

No início de 2008, um Boeing 777 voando como British Airways Flight 38 acidentou-se pouco após a pista. No início de 2009 Boeing atualizou informações para os operadores de aeronaves, o problema foi identificado como específico dos trocadores de calor do fluxo de óleo do motor Rolls-Royce.[nota 1]

Um modelo para um trocador de calor simples
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Um trocador de calor simples[31] pode ser entendido como dois tubos retos com fluxo de fluido, os quais são termicamente conectados. Considera-se os tubos como de igual comprimento L, conduzindo fluidos com capacidade térmica {\displaystyle C_{i}}C_{i} (energia por unidade de massa por unidade por alteração na temperatura) e considere-se a taxa de fluxo de massa dos fluidos através dos tubos sendo {\displaystyle j_{i}}j_{i} (massa por unidade de tempo), onde o subscrito i aplica-se ao tubo 1 ou tubo 2.

Os perfis de temperatura para os tubos são {\displaystyle T_{1}(x)}T_{1}(x) and {\displaystyle T_{2}(x)}T_{2}(x) onde x é a distância ao longo do tubo. Suponha-se um estado estacionário, de modo que os perfis de temperatura não são funções de tempo. Considere-se também que somente transferência de calor de um pequeno volume de fluido em um tubo está para o elemento de fluido no outro tubo na mesma posição. Não haverá transferência de calor ao longo de um tubo devido a diferenças de temperatura naquele tubo. Pela lei de Newton do resfriamento a taxa de alteração da energia de um pequeno volume de fluido é proporcional à diferença de temperatura entre ele e o elemento correspondente no outro tubo:

{\displaystyle {\frac {du_{1}}{dt}}=\gamma (T_{2}-T_{1})}{\frac {du_{1}}{dt}}=\gamma (T_{2}-T_{1})
{\displaystyle {\frac {du_{2}}{dt}}=\gamma (T_{1}-T_{2})}{\frac {du_{2}}{dt}}=\gamma (T_{1}-T_{2})
onde {\displaystyle u_{i}(x)}u_{i}(x) é a energia térmica por unidade de comprimento e γ é a constante de conexão térmica por unidade de comprimento entre os dois tubos.

Esta alteração na energia interna resulta em uma alteração na temperatura do elemento de fluido. A taxa no tempo de alteração para o elemento de fluido sendo transportado ao longo do fluido é:

{\displaystyle {\frac {du_{1}}{dt}}=J_{1}{\frac {dT_{1}}{dx}}}{\frac {du_{1}}{dt}}=J_{1}{\frac {dT_{1}}{dx}}
{\displaystyle {\frac {du_{2}}{dt}}=J_{2}{\frac {dT_{2}}{dx}}}{\frac {du_{2}}{dt}}=J_{2}{\frac {dT_{2}}{dx}}
onde {\displaystyle J_{i}=C_{i}j_{i}}J_{i}=C_{i}j_{i} é a "taxa de fluxo de massa térmica". As equações diferenciais governando o trocador de calor podem agora ser escritas como:

{\displaystyle J_{1}{\frac {\partial T_{1}}{\partial x}}=\gamma (T_{2}-T_{1})}J_{1}{\frac {\partial T_{1}}{\partial x}}=\gamma (T_{2}-T_{1})
{\displaystyle J_{2}{\frac {\partial T_{2}}{\partial x}}=\gamma (T_{1}-T_{2}).}J_{2}{\frac {\partial T_{2}}{\partial x}}=\gamma (T_{1}-T_{2}).
Note-se que, dado que o sistema é um estado estacionário, não há derivadas parciais de temperatura em relação ao tempo, e já que não há transferência de calor ao longo do tubo, não há derivadas segundas em x como é encontrado na equação do calor. Estas duas equações diferenciais de primeira ordem acopladas podem ser resolvidas resultando:

{\displaystyle T_{1}=A-{\frac {Bk_{1}}{k}}\,e^{-kx}}T_{1}=A-{\frac {Bk_{1}}{k}}\,e^{{-kx}}
{\displaystyle T_{2}=A+{\frac {Bk_{2}}{k}}\,e^{-kx}}T_{2}=A+{\frac {Bk_{2}}{k}}\,e^{{-kx}}
onde {\displaystyle k_{1}=\gamma /J_{1}}k_{1}=\gamma /J_{1}, {\displaystyle k_{2}=\gamma /J_{2}}k_{2}=\gamma /J_{2}, {\displaystyle k=k_{1}+k_{2}}k=k_{1}+k_{2} e A e B são duas ainda indeterminadas constantes de integração. Fazendo-se {\displaystyle T_{10}}T_{{10}} and {\displaystyle T_{20}}T_{{20}} serem as temperaturas a x=0 e fazendo-se {\displaystyle T_{1L}}T_{{1L}} e {\displaystyle T_{2L}}T_{{2L}} serem as temperaturas no final do tubo em x=L. Define-se as temperaturas médias em cada tubo como:

{\displaystyle {\overline {T}}_{1}={\frac {1}{L}}\int _{0}^{L}T_{1}(x)dx}\overline {T}_{1}={\frac {1}{L}}\int _{0}^{L}T_{1}(x)dx
{\displaystyle {\overline {T}}_{2}={\frac {1}{L}}\int _{0}^{L}T_{2}(x)dx.}\overline {T}_{2}={\frac {1}{L}}\int _{0}^{L}T_{2}(x)dx.
Usando-se as soluções acima, estas temperaturas são:

{\displaystyle T_{10}=A-{\frac {Bk_{1}}{k}}}T_{{10}}=A-{\frac {Bk_{1}}{k}} {\displaystyle T_{20}=A+{\frac {Bk_{2}}{k}}}T_{{20}}=A+{\frac {Bk_{2}}{k}}
{\displaystyle T_{1L}=A-{\frac {Bk_{1}}{k}}e^{-kL}}T_{{1L}}=A-{\frac {Bk_{1}}{k}}e^{{-kL}} {\displaystyle T_{2L}=A+{\frac {Bk_{2}}{k}}e^{-kL}}T_{{2L}}=A+{\frac {Bk_{2}}{k}}e^{{-kL}}
{\displaystyle {\overline {T}}_{1}=A-{\frac {Bk_{1}}{k^{2}L}}(1-e^{-kL})}\overline {T}_{1}=A-{\frac {Bk_{1}}{k^{2}L}}(1-e^{{-kL}}) {\displaystyle {\overline {T}}_{2}=A+{\frac {Bk_{2}}{k^{2}L}}(1-e^{-kL}).}\overline {T}_{2}=A+{\frac {Bk_{2}}{k^{2}L}}(1-e^{{-kL}}).
Escolhendo-se quaisquer duas das temperaturas aima irá permitir que as constantes de integração sejam eliminadas, o que permitirá que as outras quatro temperaturas sejam encontradas. A energia total transferida é encontrada por integração das expressões para a taxa no tempo da alteração de energia interna por unidade de comprimento:

{\displaystyle {\frac {dU_{1}}{dt}}=\int _{0}^{L}{\frac {du_{1}}{dt}}\,dx=J_{1}(T_{1L}-T_{10})=\gamma L({\overline {T}}_{2}-{\overline {T}}_{1})}{\frac {dU_{1}}{dt}}=\int _{0}^{L}{\frac {du_{1}}{dt}}\,dx=J_{1}(T_{{1L}}-T_{{10}})=\gamma L(\overline {T}_{2}-\overline {T}_{1})
{\displaystyle {\frac {dU_{2}}{dt}}=\int _{0}^{L}{\frac {du_{2}}{dt}}\,dx=J_{2}(T_{2L}-T_{20})=\gamma L({\overline {T}}_{1}-{\overline {T}}_{2}).}{\frac {dU_{2}}{dt}}=\int _{0}^{L}{\frac {du_{2}}{dt}}\,dx=J_{2}(T_{{2L}}-T_{{20}})=\gamma L(\overline {T}_{1}-\overline {T}_{2}).
Pela conservação da energia, a soma das duas energias é zero. A quantidade {\displaystyle {\overline {T}}_{2}-{\overline {T}}_{1}}\overline {T}_{2}-\overline {T}_{1} é conhecida como a diferença de temperatura média logarítmica é é uma medida da eficiência do trocador de calor em transferir energia térmica.

Na natureza
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Diversas estruturas dos seres vivos comportam-se como trocadores de calor. Estas diversas estruturas desenvolveram-se em forma e características no processo evolutivo com crescentes eficiências nos processos térmicos que controlam e nas trocas térmicas adequadas ao meio que promovem

Humanos
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Os pulmões humanos, assim como os de diversas espécies homeotermas como outros mamíferos e as aves, servem como um trocador de calor extremamente eficiente devido a sua grande razão de área de superfície por volume.[32] Em espécies que tem testículos externos (tais como os humanos e diversos mamíferos), como as artérias dos testículos são cercadas por uma malha de veias chamada de plexo pampiniforme. Isto esfria o sangue que dirige-se aos testículos, enquanto reaquece o sangue retornando ao corpo.[33][nota 2]

Elefantes
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As orelhas dos elefantes africanos são um exemplo de estrutura desenvolvida pelo processo evolutivo com vistas à refrigeração pela convecção forçada, especialmente quando abanam as orelhas, da corrente sanguínea, trocando calor com o ar, operando como trocador de calor líquido-ar em resfriamento do líquido.[34][35][36]

Aves, peixes, baleias
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Trocadores de calor em "contracorrente" ocorrem naturalmente no sistema circulatório de peixes e baleias. Artérias da pele transportando sangue quente são interligadas com as veias da pele transportando sangue frio, causando a troca de calor do sangue arterial quente com o sangue venoso frio. Isto reduz a perda de calor global em águas frias. Trocadores de calor estão presentes também na língua de baleias como grandes volumes de fluxo de água através de suas bocas.[37][38] Aves limícolas usam um sistema similar para limitar as perdas de calor de seus corpos através de suas pernas na água.

Animais pré-históricos
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O animais pré-históricos sinapsidas, como o Dimetrodon e o Edaphosaurus, possuiam "velas" nas costas que são hipoteticamente consideradas como tendo função de regulagem térmica.[39]

Ver também
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Entalpia
Arrefecimento gratuito
Recuperador de calor
Notas
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↑ Outros trocadores de calor, ou aeronaves Boeing 777 movidas por motores GE ou Pratt and Whitney, não são afetadas pelo problema.
↑ Na maioria dos mamíferos tais estruturas são necessárias para a maturação dos espermatozoides, que só se dá em temperatura ligeiramente menor que a interna do corpo.
Referências
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G.F.Hewitt, G.L.Shires, T.R.Bott (1994)Process Heat Transfer, CRC Press, Inc, United States Of America.
Ligações externas
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O Commons possui uma categoria com imagens e outros ficheiros sobre Trocador de energia térmica
TROCADOR DE CALOR - www.demec.ufmg.br
Tah Wun Song; Condições de Processo num Trocador de Calor; EPUSP-E.E. Mauá
Heat Exchanger Tutorials (em inglês)
Specifying Heat Exchangers (em inglês)
Heat Exchanger Technology Overview (em inglês)
Shell and Tube Heat Exchanger Design Software for Educational Applications (PDF) (em inglês)
EU Pressure Equipment Guideline (em inglês)
A Thermal Management Concept For More Electric Aircraft Power System Application (PDF) (em inglês)
Mechanical design fundamentals for heat exchangers (em inglês)
Heat transfer fundamentals (em inglês)
Forum about heat exchangers (em inglês)
Stainless Steel Heat Exchanger (em inglês)
Process Screw Heat Exchanger (em inglês)
Performance Control of Air Cooled Heat Exchangers / Fin Fan Coolers (em inglês)
Open Cell Foam Heat Pump (em inglês)
Heat exchanger thermal design calculator application (em inglês)
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PÁGINAS RELACIONADAS
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Trocador de energia térmica

2022-06-02T21:17:02Z

Calimero0000:

[Imagem:Tubular heat exchanger.png|thumb|300px|Trocador de calor tubular.]]

Um '''trocador de calor''' ou '''permutador de calor''' é um dispositivo para [[transferência de calor]] eficiente de um meio para outro.Tem a finalidade de transferir calor de um fluido para o outro, encontrando-se estes a [[temperatura]]s diferentes. Os meios podem ser separados por uma parede sólida, tanto que eles nunca misturam-se, ou podem estar em contato direto.<ref>{{citar livro|autor =Sadik Kakaç and Hongtan Liu|título=Heat Exchangers: Selection, Rating and Thermal Design|edição=2nd Edition|publicado=CRC Press|ano=2002|isbn=0849309026}}</ref> Um permutador de calor é normalmente inserido num processo com a finalidade de arrefecer (resfriar) ou aquecer um determinado fluido. São amplamente usados em [[aquecedor]]es, [[refrigeração]], [[condicionamento de ar]], [[Usina|usinas de geração de energia]], [[Planta química|plantas químicas]], [[Petroquímica|plantas petroquímicas]], [[Refinaria|refinaria de petróleo]], [[processamento de gás natural]], e [[Estação de tratamento de águas residuais|tratamento de águas residuais]]. Em muitos textos em [[língua inglesa|inglês]] é abreviado para HX (''heat exchanger'').

Um exemplo comum de trocador de calor é o [[radiador]] em um carro, no qual a fonte de calor, a [[água]], sendo um fluido quente de refrigeração do motor, transfere calor para o ar fluindo através do radiador (''i.e.'' o meio de transferência de calor). Em outras aplicações são usados para refrigeração de fluidos, sendo os mais comuns, óleo e água e são construídos em tubos, onde, normalmente circula o fluido refrigerante (no caso de um trocador para refrigeração). O fluido a ser refrigerado circula ao redor da área do tubo, isolado por outro sistema de tubos (similar a uma Serpentina (duto)) que possui uma ampla área geometricamente favorecida para troca de calor.

O material usado na fabricação de trocadores de calor, geralmente possui um coeficiente de condutibilidade térmica elevado. Sendo assim, são amplamente utilizados o [[cobre]] e o [[alumínio]] e suas [[liga metálica|ligas]].

Dentro da teoria em engenharia, é um [[volume de controle]], sendo que este equipamento normalmente opera em [[regime permanente]], onde as propriedades da seção de um fluido não se altera com o tempo.

A eficiência de um trocador de calor depende principalmente:

*Do material utilizado para construção;
*Da característica geométrica e
*Do fluxo, temperatura e coeficiente de condutibilidade térmica dos fluidos em evidência.

Genericamente, para melhorar a troca de calor, são colocados aletas em toda a área da tubulação. Estas aletas fazem com que o fluido se disperse em áreas menores, assim, facilitando a troca de calor. Aletas, consistem em células interligadas entre si, onde circula fluido. São construídas em materiais de excelente condutibilidade térmica. Seu uso, acarreta uma grande desvantagem em um sistema termodinâmico, pois reduzem drasticamente a pressão com relação a entrada e saída. A maioria dos trocadores de calor, utilizam tubos com geometrias que favorecem a troca de calor, onde internamente, há em sua área aletas.

Os permutadores de calor existem em várias formas construtivas consoante a aplicação a que se destinam, sendo as principais:

* Permutador de calor de carcaça e tubos (em [[língua inglesa|inglês]] ''shell and tube heat exchanger'')
* Permutador de calor de placas (''plate heat exchanger'')
* Permutador de calor de placas [[Brasagem|brasadas]] com aletas (''brazed plate fin heat exchanger'')

Quanto as fases, existem 2 tipos de trocadores de calor:
:*Monofásico, onde não há mudança de fase no fluido a ser refrigerado ou aquecido e
:*Multifase, onde há mudança de estado físico do fluido.
Exemplo de trocadores de calor monofásicos: [[Radiador (automóvel)|Radiador]] de água e ''[[intercooler]]'' (ou radiadores a ar).

Exemplo de trocadores de calor multifase: [[Condensador (química)|Condensador]] e evaporadores.
== Regime de fluxo ==
[[Imagem:Delta T 1.svg|thumb|160px|left|Fluxos contracorrente (A) e paralelo (B)]]

<gallery style="float:right; margin:0.5em 0 0.5em 1em">
Image:Heat_exc_1-1.svg|Fig. 1: [[Trocador de calor casco e tubos]], passagem única (fluxo paralelo 1-1)
Image:Heat_exc_2-1.png|Fig. 2: Trocador de calor casco e tubo, 2 passagens pelos tubos (fluxo contracorrente 1-2)
Image:Heat_exc_2-2.png|Fig. 3: Trocador de calor casco e tubo, 2 passagens pelo casco, 2 passagens pelos tubos (fluxo contracorrente 2-2)
</gallery>

Existem duas classificações primárias de trocadores de calor de acordo com seus arranjos de fluxos. Em trocadores de calor de ''fluxo paralelo'', os dois fluidos entram no trocador do mesmo lado, e fluem em paralelo um ao outro para o outro lado. Em trocadores de calor ''contracorrente'' os fluidos entram no trocador de lados opostos. O projeto contracorrente é mais eficiente, neste pode-se transferir a maior parte do calor do meio quente (de transferência). Ver [[troca em contracorrente]]. Em trocadores de calor ''contracorrente'', os fluidos fluem aproximadamente perpendiculares entre si através do trocador.

Para maior eficiência, trocadores de calor são projetados para maximizar a área de superfície da parede entre os dois fluidos, enquanto minimiza a resistência ao fluxo do fluido através do trocador. O desempenho do trocador também pode ser afetado pela adição de aletas ou ondulações em um ou ambos os sentidos, o que aumenta a área de superfície e pode aumentar o fluxo em canal do fluido ou induzir turbulência.

A temperatura de condução através da superfície de transferência de calor varia com a posição, mas uma temperatura média adequada pode ser definida. Na maioria dos sistemas simples, esta é a [[diferença de temperatura média logarítmica]] (LMTD, ''log mean temperature difference''). Às vezes, o conhecimento direto da LMTD não está disponível e o [[Método das NTU]] (número de unidades de transferência, em inglês '''''N'''umber of '''T'''ransfer '''U'''nits '') é usado.
== Tipos de trocadores de calor ==



=== Trocador de calor casco e tubo ===

[[Imagem:Straight-tube heat exchanger 1-pass.PNG|thumb|right|Um trocador de calor casco e tubos]]

Trocadores de calor casco e tubo consistem de uma série de tubos. Um conjunto destes tubos contém o fluido que deve ser ou aquecido ou esfriado. O segundo fluido corre sobre os tubos que estão sendo aquecidos ou esfriados de modo que ele pode fornecer o calor ou absorver o calor necessário. O conjunto de tubos é chamado feixe de tubos e pode ser feita de vários tipos de tubos: simples, longitudinalmente aletados, etc. Trocadores de calor casco e tubos são normalmente utilizados para aplicações de alta pressão (com pressões superiores a 30 bar e temperaturas superiores a 260°C).<ref name=Saunders>Saunders, E. A. (1988). Heat Exchanges: Selection, Design and Construction. New York: Longman Scientific and Technical.</ref> Isso ocorre porque os trocadores de calor casco e tubo são robustos, devido à sua forma.

Existem várias características de projeto térmico, que devem ser tidas em conta quando projeta-se os tubos nos trocadores de calor de casco e tubo. Estas incluem:

* Diâmetro dos tubos: Usar-se tubos de pequeno diâmetro faz o trocador de calor tanto econômico como compacto. No entanto, é mais provável o trocador de calor [[incrustação|incrustam]] mais rapidamente e pequeno tamanho faz a limpeza mecânica das [[incrustação|incrustações]] difícil. Ao prevalecer a incrustação e os problemas de limpeza, tubos de diâmetros maiores devem ser utilizados. Assim, para determinar o diâmetro de tubos, o espaço disponível, custos, incrustação, bem como a natureza dos fluidos devem ser considerados.
* Espessura de parede de tubo: A espessura das paredes dos tubos é normalmente determinada de maneira a garantir:
** Existir espaço suficiente para a corrosão
** Que a vibração induzida por fluxo tenha resistência
** Resistência axial
** Disponibilidade de peças sobressalentes
** Resistência de contenção ou "de cintura" (para suportar a pressão do tubo interno)
** Resistência à flambagem (para suportar sobrepressão no casco)
* Comprimentos dos tubos: trocadores de calor são normalmente mais baratos quando ten um menor diâmetro de casco e um longo comprimento de tubo. Assim, normalmente há um objetivo de tornar o trocador de calor, enquanto ao mesmo tempo fisicamente possível, não excedendo as capacidades de produção. No entanto, existem muitas limitações para isso, inclusive o espaço disponível no local onde vai ser utilizado e a necessidade de assegurar que não haja tubos disponíveis em comprimentos que são o dobro do comprimento necessário (para que os tubos possam ser retirados e substituídos). Além disso, o que tem que ser lembrado, os tubos finos são difíceis de remover e substituir.
* Passo (''pitch'') dos tubos: quando projeta-se os tubos, é prático para garantir que o passo (''pitch'') dos tubos (''i.e.'', a distância do centro do tubo ao centro de tubos adjacentes) não seja inferior a 1,25 vezes o diâmetro dos tubos externos. Um passo maior dos tubos leva a um maior diâmetro global do casco que leva a um trocador de calor mais caro.
* Corrugação dos tubos: este tipo de tubos, tubos corrugdos, utilizados principalmente para os tubos internos, aumenta a turbulência dos fluidos e o efeito é muito importante na transferência de calor dando um melhor desempenho.
*Distribuição ou configuração (''layout'') dos tubos: refere-se a como os tubos são posicionados dentro do casco. Existes quatro tipos principais de configuração dos tubos, os quais são, triangular (30°), triangular "girado" (60°), quadrado (90°) ou quadrado girado (45°). Os padrões triangulares são empregados para produzir maior transferência de calor em que força-se o fluido a fluir de uma forma mais turbulenta ao redor da tubulação. Padrões quadrados são empregados onde alta incrustação é experimentada e operações de limpeza são mais regulares.
*Projeto das chicanas: [[Chicana (trocador de calor)|chicanas ou defletores]] são usados em trocadores de calor casco e tubo para direcionar o fluido através do feixe de tubos. Eles correm perpendicularmente ao caso e mantém coeso e fixo o feixe de tubos, evitando que os tubos de vergarem ao longo de um comprimento longo. Eles também podem impedir que os tubos vibrem excessivamente. O tipo mais comum de chicana é a chicana segmentar. As chicanas segmentares semicirculares são orientadas a 180 graus para as chicanas adjacentes forçando o líquido a fluir para cima e para baixo entre o feixe de tubos. Chicanas de espaçamento são de grande importância termodinâmica no projeto de trocadores de calor de casco e tubo. Chicanas devem ser espaçadas, tendo em consideração para a conversão da queda de pressão e transferência de calor. Para a otimização térmica e econômica é sugerido que as chicanas sejam espaçados não mais de 20% do diâmetro interno do casco. Tendo-se chicanas espaçadas muito próximas provoca-se uma maior queda de pressão por causa do redirecionamento de fluxo. Consequentemente com as chicanas espaçadas significa que pode haver regiões mais frias nos cantos entre as chicanas. Também é importante para garantir que as chicanas sejam espaçadas perto o suficiente para que os tubos não cedam. O outro tipo principal de defletor é o disco e defletor de rosca, que consiste de dois defletores concêntricos, o defletor exterior mais amplo parece uma rosquinha (''donut''), embora o defletor interno é em forma de disco. Este tipo de defletores forçam o fluido a passar em torno de cada lado do disco, em seguida, através do defletor ''donut'' gerando um tipo diferente de fluxo de fluido.

[[Imagem:Plate frame 1.png|thumb|right|Diagrama conceitual de um trocador de calor placa e quadro]]
[[Imagem:Plate frame 2.png|thumb|right|Um trocador de calor de placa única]]

=== Trocador de calor de placas ===

Outro tipo de trocador de calor é o [[trocador de calor de placas]]. Um deles é composto por placas múltiplas, finas, levemente separadas que têm áreas de superfície muito grande e as passagens de fluxo de fluido de transferência de calor. Este arranjo empilhado de placas pode ser mais eficaz, em um determinado espaço, que o trocador de calor de casco e tubos. Avanços na tecnologia de [[vedação]] e [[brasagem]] fizeram o permutador de calor do tipo placa cada vez mais prático. Em aplicações [[Sistema de controle HVAC|HVAC]], grandes trocadores de calor deste tipo são chamados ''placas-e-quadros'', quando utilizados em circuitos abertos, estes trocadores de calor são normalmente do tipo vedado permitindo desmontagem, limpeza e inspeção periódica. Existem muitos tipos de trocadores de calor de placa permanentemente ligadas, tais como variedades de placa [[Brasagem|brasadas]] por imersão e brasadas a vácuo, e muitas vezes são especificados para aplicações de circuito fechado, como [[refrigeração]]. Trocadores de calor de placas também diferem no tipo de placas que são utilizadas, e nas configurações das placas. Algumas placas podem ser carimbados com o "''chevron''" (forma de insígnia), ou outros padrões, onde outros possam ter aletas e/ou ranhuras usinadas.

=== Trocador de calor circular adiabático ===

Um quarto tipo de trocador de calor utiliza um fluido intermediário ou armazena sólidos para manter o calor, que é então transferido para o outro lado do trocador de calor a ser liberado. Dois exemplos disso são [[roda adiabática|rodas adiabáticas]], que consistem em uma grande roda com linhas finas em rotação através dos quais fluem os fluidos quentes e frios, e trocadores de calor fluido.

=== Trocador de calor de placas aletadas ===

Este tipo de trocador de calor utiliza com passagens em "''[[sanduíche]]''" para aumentar a efetividade da unidade. Os projetos incluem fluxo transversal e contrafluxo com diversas configurações de aletas tais como aletas retas, aletas deslocadas e as aletas onduladas.

Trocadores de calor de placas aletadas são normalmente feitos de ligas de alumínio, que proporcionam maior eficiência de transferência de calor. O material permite que o sistema funcione a baixa temperatura e reduzem o peso do equipamento. Trocadores de calor de placas aletadas são usados principalmente para serviços de baixa temperatura, como plantas de liquefação de gás natural, [[hélio]] e [[oxigênio]], as plantas de separação de ar e na indústria de transportes como motores e [[Motor aeronáutico|motores de aeronaves]].

[[Imagem:PHE Trieste 013.jpg|thumb|right|Um trocador de calor de placas intercambiáveis aplicado ao sistema de uma piscina de natação.]]

Vantagens de trocadores de calor de placas e aletas:
* Alta eficiência de transferência de calor especialmente em tratamento de gás
* Maior área de transferência de calor
* Aproximadamente 5 vezes mais leves em peso que os de correspondentes em capacidade trocadores de calor de casco e tubos
* Capaz de suportar a alta pressão
Desvantagens de trocadores de calor de placas e aletas:
* Pode ocorrer entupimento das vias que são muito estreitas
* Dificuldade de limpar as vias

=== Trocadores de calor fluidos ===

Este é um trocador de calor com um gás que passa para cima através de um banho de líquido (frequentemente água), e o fluido é, então, levado para outro lugar antes de ser refrigerado. Isto é comumente utilizado para o resfriamento de gases ao mesmo tempo que remove-se certas impurezas, assim, resolve-se dois problemas de uma vez. É amplamente utilizado em máquinas de [[café expresso]] como um método de poupar-se energia de resfriamento de água super-aquecida para ser utilizada na extração do expresso.

=== Unidades de recuperação de calor de resíduos ===

Uma [[unidade de recuperação de calor]] (WHRU, ''Waste Heat Recovery Unit'') é um trocador de calor que recupera o calor de um fluxo de gás quente durante sua transferência para um meio de trabalho, geralmente água ou óleo. O fluxo de gás quente pode ser o gás de exaustão de uma turbina a gás ou um motor a diesel ou a gás de resíduos provenientes da indústria ou da refinaria.

=== Trocador de calor de superfície raspada dinâmico ===

Outro tipo de trocador de calor é chamado "[[Trocador de calor de superfície raspada dinâmico|trocador de calor de superfície raspada (dinâmico)]]".<ref>[http://www.hrs-spiratube.com/pt/produtos/unicus-trocador-de-calor-superficiais-raspados/default.aspx Unicus® Dynamic Scraped Surface Heat Exchanger] - '''www.hrs-spiratube.com'''</ref> São principalmente usados em aquecimento ou resfriamento com produtos altamente [[Viscosidade|viscosos]], processos de [[cristalização]], aplicações de [[evaporação]] e alta [[incrustação]]. Longos tempos de atividade são alcançados devido à raspagem contínua da superfície, evitando assim [[incrustação]] e alcançando uma taxa de transferência de calor sustentável durante o processo.

A fórmula usada para isto será <math>Q=A.U.LMTD</math>, onde ''Q'' é a taxa de transferência de calor.

=== Trocadores de calor de mudança de fase ===

[[Imagem:Kettle reboiler.svg|thumb|right|250px|Típico refervedor de caldeira usado para torres de destilação industrial]]
[[Imagem:Surface Condenser.png|thumb|right|250px|Típico condensador de superfície refrigerado a água]]

Em adição a aquecimento ou resfriamento de fluidos em apenas uma única [[Fase (química)|fase]], trocadores de calor podem ser utilizados para aquecer um [[líquido]] para evaporá-lo (ou fervê-lo) ou são utilizados como [[Condensador (transferência de calor)|condensadores]] arrefecendo um [[vapor]] e [[Condensação|condensando-o]] em um líquido. Em [[Planta química|plantas químicas]] e [[refinaria]]s, [[refervedor]]es utilizados para aquecer alimentos de entrada para torres de [[destilação]] são frequentemente trocadores de calor.<ref>{{citar livro|autor =Kister, Henry Z.|título= [[Distillation Design]]|edição=1st Edition |publicado=McGraw-Hill|ano=1992|isbn=0-07-034909-6}}</ref><ref>{{citar livro|autor =Perry, Robert H. and Green, Don W.|título=[[Perry's Chemical Engineers' Handbook]]|edição=6th Edition|publicado=McGraw-Hill|ano=1984|isbn=0-07-049479-7}}</ref>

Instalações de destilação normalmente utilizam condensadores para condensar os vapores destilados novamente em líquido.

[[Usina]]s que tenham [[turbina]]s movidas a [[vapor]] comumente utilizam trocadores de calor para ferver [[água]] em [[vapor]]. Trocadores de calor ou unidades similares para a produção de vapor de água são frequentemente chamadas [[caldeira]]s ou geradores de vapor.

Em plantas de usinas nucleares chamadas [[PWR|reatores de água pressurizada]] (PWR, ''Pressurized Water Reactor''), trocadores de calor especialmente grandes os quais passam o calor do reator do sistema primário (palnta do reator nuclear) para o secundário (planta de vapor), produzindo vapor da água no processo, são chamados [[Caldeira (gerador de vapor)|geradores de vapor]]. Todas as usinas de energia fóssil e nuclear usando turbinas impulsionadas a vapor, tem [[Condensador de superfície|condensadores de superfície]] para converter o vapor de exaustão das turbinas em condensado (água) para reutilização.<ref>[http://www.epa.gov/oar/oaqps/eog/course422/ce6b3.html Air Pollution Control Orientation Course] from website of the Air Pollution Training Institute</ref><ref>[http://kolmetz.com/pdf/ENERGY%20EFFICIENCY%20IMPROVEMENT.pdf Energy savings in steam systems] {{Wayback|url=http://kolmetz.com/pdf/ENERGY%20EFFICIENCY%20IMPROVEMENT.pdf |date=20070927225000 }} ''Figure 3a, Layout of surface condenser'' (ir até a página 11 das 34 do PDF)</ref>

Para conservar a energia e capacidade de resfriamento em indústrias químicas e outras plantas, trocadores de calor regenerativos podem ser usados para a transferência de calor de uma corrente (fluxo) que precisa ser resfriado a uma outra corrente que precisa ser aquecida, tal como um destilado de arrefecimento e alimentação do refervedor de pré-aquecimento.

Este termo pode também referir-se trocadores de calor que contêm um material dentro de sua estrutura que tem uma mudança de fase. Isso geralmente é uma fase sólida para uma líquida, devido à pequena diferença de volume entre estes estados. Esta mudança de fase efetivamente atua como um "amortecedor" (''buffer''), pois ocorre a uma temperatura constante, mas ainda permite que o trocador de calor receba o calor adicional. Um exemplo onde isto tem sido investigado é para o uso em eletrônicos de aeronaves de alta potência.
== Trocadores de calor de contato direto ==

Trocadores de calor de contato direto envolvem transferência de calor entre correntes quentes e frias de duas fases na ausência de uma parede de separação.<ref>Coulson, J. & Richardson, J. (1983), Chemical Engineering – Design (SI Units), Volume 6, Pergamon Press, Oxford.</ref> Assim tais trocadores de calor podem ser classificados como:
* Gás– líquido
* Líquido imiscível – líquido
* Sólido-líquido ou sólido-gás
A maioria dos trocadores de calor contacto directo caem sob a categoria Gás-Líquido, onde o calor é transferido entre gás e líquido na forma de gotas, filmes ou ''sprays''.<ref name=Saunders />

Tais tipos de trocadores de calor são usados predominantemente em ar condicionados, [[Umidificador|umidificação]] de ambientes, resfriamento de água e plantas de condensação.<ref>Hewitt G, Shires G, Bott T (1994), Process Heat Transfer, CRC Press Inc, Florida.</ref>

{| class="wikitable"
|-
! Fases<ref>Table: Various Types of Gas - Liquid Direct Contact Heat Exchangers (Hewitt G, Shires G & Bott T, 1994)</ref>
! Fase contínua
! Força condutora
! Mudança de fase
! Exemplos
|-
| Gás – Líquido
| Gás
| Gravidade
| Não
| Colunas ''spray'', colunas rechedas
|-
|
|
|
| Sim
| Torres de resfriamento, evaporadores por gotejamento
|-
|
|
|Forçada
|Não
|Resfriadores ''spray''/supressores
|-
|
|
|Fluxo líquido
|Sim
|Condensadores ''spray''/Condensadores e evaporadores por jato
|-
|
|Líquido
|Gravidade
|Não
|Coluna de bolhas, colunas de bandejas perfuradas
|-
|
|
|
|Sim
|Condensadores de coluna de bolhas
|-
|
|
|Forçada
|Não
|Espargidores de gás
|-
|
|
|Fluxo de gás
|Sim
|Evaporadores de contato direto, combustão submersa
|}
== Serpentinas de ar HVAC ==

Uma das maiores utilizações de trocadores de calor é para [[Condicionamento de ar|ar condicionado]] das edificações e veículos. Esta classe de trocadores de calor é comumente chamado ''serpentinas ou bobinas de ar'', ou apenas ''serpentinas'' devido à sua tubulação interna frequentemente em serpentina. Serpentinas [[Sistema de controle HVAC|HVAC]] líquido-ar, ou ar-líquido são tipicamente de arranjo de fluxo cruzado. Nos veículos, serpentinas de calor são frequentemente chamadas [[aquecedor central|aquecedores centrais]].

No lado líquido destes trocadores de calor, os fluidos comuns são água, uma solução de água-[[Diol|glicol]], vapor, ou um [[refrigerante]]. Para ''serpentinas de aquecimento'', água quente e vapor são mais comuns, e este fluido de aquecimento é suprido por [[caldeira]]s, por exemplo. Para ''serpentinas de resfriamento'', água resfriada e refrigerante são mais comuns. Água resfriada é suprida a partir de uma [[máquina frigorífica]] que é potencialmente localizado muito longe, mas refrigerante deve ser proveniente de uma unidade de condensação nas proximidades. Quando um refrigerante é utilizado, a serpentina de resfriamento é o [[evaporador]] no ciclo de [[Refrigeração por compressão|refrigeração por compressão de vapor]]. Serpentinas HVAC que usam essa expansão direta de refrigerantes são comumente chamados ''serpentinas DX''.

No lado do ar de serpentinas HVAC existe uma diferença significativa entre aquelas utilizados para o aquecimento, e as de refrigeração. Devido a [[psicrometria]], o ar que é esfriado frequentemente tem condensação de umidade fora dela, exceto com fluxos de ar extremamente seco. Aquecimento de algum ar a capacidade deste fluxo de ar de reter água. Então, em serpentinas de aquecimento não é necessário considerar a condensação da umidade em seu lado ar, mas serpentinas de resfriamento ''devem'' ser adequadamente projetadas e selecionadas para lidar com as suas particulares umidade ''latente'', assim como as cargas de resfriamento ''sensível''. A água que é removida é chamada ''condensado''.

Para muitos climas, serpentinas HVAC de água ou vapor podem ser expostos a condições de congelamento. Dado que água expande-se sob congelamento, estes um tanto caros e difíceis de substituir trocadores de calor de paredes finas podem ser facilmente danificados ou destruídos por apenas um congelamento. Assim, proteção contra o congelamento das serpentinas é uma das principais preocupações dos projetistas, instaladores e operadores de HVAC.

A introdução de recortes colocados dentro das aletas do trocador de calor controla a condensação, permitindo que as moléculas de água permaneçam no ar refrigerado. Esta invenção permitiu a formação de gelo sem refrigeração do mecanismo de refrigeração.<ref>[http://www.google.com/patents/pdf/_RAISLEY_X.pdf?id=zwxKAAAAEBAJ&output=pdf&sig=63-9nepnkjAp6ngTtM6iTQCAca4 Patent 2,046,968 John C Raisley] issued July 7 1936; filed Jan. 8, 1934 [http://www.google.com/patents?id=zwxKAAAAEBAJ&dq=2046968]</ref>

Os trocadores de calor em combustão direta de [[caldeira]]s, típicos em muitas resistências, não são 'serpentinas'. Eles são, pelo contrário, trocadores de calor gás-ar que são tipicamente feitos de metal estampado em chapa de aço. Os produtos da combustão passam de um lado destes trocadores de calor e ar a ser condicionado pelo outro. Um ''permutador de calor rachado'' é, portanto, uma situação perigosa que exige atenção imediata, pois os produtos de combustão são então susceptíveis de entrar na edificação ou instalações.
== Trocadores de calor espirais ==

[[Imagem:Spiral heat exchanger.png|thumb|250px|Desenho esquemático de um trocador de calor espiral.]]

Um trocador de calor [[espiral]] (SHE, ''spiral heat exchanger''), pode referir-se a um configuração de tubos [[Hélice (geometria)|helicoidal]] (espiralada),<ref>[http://www.sentry-equip.com/Products/spiral_tube_HX.htm Sentry Equipment Corp Spiral tube Heat Exchangers]</ref> mais genericamente, o termo refere-se a um par de superfícies planas que são espiraladas de forma a formar os dois canais em um arranjo de fluxo contracorrente.<ref name="autogenerated1">[http://www.alfalaval.com/solution-finder/products/spiral-heat-exchanger/pages/howitworks.aspx Alfa Laval Spiral Heat Exchangers]</ref><ref name=canaley>[http://www.canaley.com/canaleypages/canaleymedia/file21379_0_232840_Spiral_Heat_V3_low.pdf Alfa Laval – spiral heat exchangers] - '''www.canaley.com'''</ref> Cada um dos dois canais tem dois longos trajetos curvos. Um par de entradas de fluido são conectados [[tangente|tangencialmente]] a outros braços da espiral, e as entradas axiais são comuns, mas opcionais.<ref>[http://www.gc3.com/Default.aspx?tabid=74 Cooling water] - '''www.gc3.com'''</ref>

A principal vantagem dos trocadores SHE é seu uso do espaço altamente eficiente. Esse atributo é muitas vezes alavancado e parcialmente realocado para ganhar outras melhorias no desempenho, de acordo com metodologias conhecidas em projeto de trocadores de calor. (Uma metodologia destacada é a comparação do custo de capital ''versus'' o custo operacional.) Um SHE compacto pode ser usado para ter uma menor ocupação nas instalações, e portanto reduz todos os custos de capital relacionados, ou um sobredimensionado SHE pode ser usado para ter-se menor queda de [[pressão]], menor [[energia]] de bombeamento, mais alta [[eficiência térmica]], e mais baixos custos de energia.<ref name="autogenerated1" /><ref name=canaley /><ref>[http://www.kurose.co.jp/sh_merit_e.htm KUROSE Spiral Heat Exchanger] - '''www.kurose.co.jp'''</ref>

=== Construção ===

As distâncias entre as folhas dos canais em espiral são mantidas usando pinos espaçadores que foram soldados antes de serem rolados. Uma vez que o pacote espiral principal foi enrolado, bordas suplentes superiores e inferiores são soldadas e cada extremidade fechada por um plano cone de cobertura cobrir aparafusado ao corpo. Isso assegura que a mistura dos dois líquidos não irá ocorrer. Se um vazamento acontecer, será da cobertura de periferia para a atmosfera, ou para uma passagem que contém a mesmo fluido.<ref>E.A.D.Saunders (1988). ''Heat Exchangers:Selection Design And Construction'' Longman Scientific and Technical ISBN 0-582-49491-5</ref>

=== Autolimpeza ===

Trocadores SHE são frequentemente usados no aquecimento de fluidos que contenham sólidos e, portanto, tem uma tendência a [[incrustação]] no interior do trocador de calor. A baixa queda de pressão dá ao trocador SHE sua capacidade de lidar com incrustações mais facilmente. O trocador SHE usa um mecanismo de "autolimpeza" pelo qual as superfícies sujas causam um aumento localizado da velocidade do fluido, aumentando assim a [[Arrasto|arraste]] (ou [[atrito]] fluido) sobre a superfície incrustada, contribuindo assim para retirar o bloqueio e manter limpo o trocador de calor. "As paredes internas que compõem a superfície de transferência de calor são muitas vezes bastante grossas, o que torna o trocador SHE muito robusto, e capaz de durar muito tempo em ambientes exigentes."<ref>[http://www.heseco.com/spiral-heat-exchangers.htm spiral heat exchangers]</ref> Eles também são facilmente limpos, abrindo-se como um [[forno]] onde qualquer acumulação de incrustação pode ser removidos por [[lavagem à pressão]].

=== Disposição dos fluxos ===

[[Imagem:Exchangerflow.svg|thumb|400px|Fluxos concorrente e contracorrente.]]

Existem três tipos principais de fluxos em um trocador de calor espiral:

# '''Fluxo em contracorrente''': Ambos os fluxo de fluidos em direções opostas, é utilizado para aplicações líquido-líquido, condensação e arrefecimento de gás. As unidades são geralmente montadas verticalmente quando condensação de vapor e montadas horizontalmente ao manusear altas concentrações de sólidos.
# '''Fluxo em Espiral/fluxo cruzado''': Um fluido está em fluxo em espiral e outro em um fluxo cruzado. As passagens do fluxo em espiral são soldados de cada lado para este tipo de trocador de calor em espiral. Esse tipo de escoamento é adequado para lidar com gases de baixa densidade, que passam pelo fluxo cruzado, evitando a perda de pressão. Ele pode ser usado para aplicações líquido-líquido se um líquido tem uma vazão consideravelmente maior do que o outro.
# '''Vapor distribuído/fluxo em espiral:''' Este projeto é um condensador, e é geralmente montado verticalmente. Ele é projetado para atender a sub-resfriamento tanto de condensado e não condensáveis. O resfriante move-se em uma espiral e sai através do topo. Gases quentes que entram deixam condensado que sai através da saída inferior.

=== Aplicações ===

Os trocadores SHE são bons para aplicações tais como [[pasteurização]], aquecimentos de digestores, recuperação de calor, pré-aquecimento (ver: [[recuperador]]), e esfriamento de efluentes. Para tratamento de lamas, trocadores SHE são geralmente menores que outros tipos de trocadores de calor.<ref>[http://local.alfalaval.com/en-us/key-industries/wastewater-treatment/spiralheatexchangers/Documents/Spiral%20approach%20the%20sludge%20heat%20exchange.pdf The spiral approach to sludge heat exchange] - '''local.alfalaval.com'''</ref>
== Seleção ==

Devido às muitas variáveis envolvidas, a seleção ótima de um trocador de calor é desafiante. Cálculos manuais são possíveis, mas muitas interações são tipicamente necessárias. Assim, trocadores de calor são mais frequentemente seleccionados através de programas de computador, que por projetistas de sistemas, que são tipicamente [[engenheiro]]s, ou pelos fornecedores de equipamentos.

De maneira a selecionar um trocador de calor apropriado, os projetistas de sistemas (ou fornecedores dos equipamentos) em primeiro lugar consideram as limitações de projeto para cada tipo de trocador de calor. Embora o custo seja muitas vezes o primeiro critério avaliado, há vários outros importantes critérios de seleção que incluem:
* Limite de alta e baixa pressão
* Performance térmica
* Faixas de temperatura
* O conjunto de produtos (líquido/líquido, líquidos com particulados ou alto teor de sólidos)
* Queda de pressão ao longo do trocador
* Capacidade de fluxo de fluido
* Características de limpeza, manutenção e reparo
* Materiais requeridos para construção
* Capacidade e facilidade de futura expansão

A escolha do trocador de calor correto requer algum conhecimento de diferentes tipos de trocadores de calor, assim como o ambiente no qual a unidade irá operar. Tipicamente na indústria de manufatura, diversos tipos diferentes de trocadores de calor são usados para apenas um processo ou sistema para obter-se o produto final. Por exemplo, um trocador de calor ''kettle'' para pré-aquecimento, um trocador de tubo duplo para o fluido ''transportador'' e um trocador placa e quadro para resfriamento. Com suficiente conhecimento de tipos de trocadores de calor e requerimentos de operação, uma seleção apropriada pode ser feita para otimizar-se o processo.<ref>White, F.M. ‘Heat and Mass Transfer’ © 1988 Addison-Wesley Publishing Co. p602-604</ref><ref>‘[http://www.geothermie.de/egec-geothernet/prof/heat_exchangers.htm Heat Exchangers] {{Wayback|url=http://www.geothermie.de/egec-geothernet/prof/heat_exchangers.htm |date=20080329040512 }}’ Kevin D. Rafferty, Gene Culver Geo-Heat Center © 1996-2001</ref><ref>‘[http://www.process-heating.com For manufacturing engineers who use heat processing equipment - Heat exchanger basics]’ BNP Media © 2007</ref>a
== Monitoração e manutenção ==

A inspeção de integridade de trocadores de calor tubular e de placas podem ser testados ''in situ'' por métodos de condutividade ou por gás hélio. Estes métodos confirmam a integridade das placas ou tubos para prevenir qualquer contaminação cruzada e as condições das juntas.

Monitoração das condições dos [[tubos]] de trocadores de calor pode ser conduzida através de [[ensaio não destrutivo|ensaios não destrutivos]] como os [[Ensaio não destrutivo|ensaios não destrutivos de tubos]] (''Tubular'' NDT, de ''tubular nondestructive testing'') e ensaios baseados em [[Corrente de Foucault|correntes parasitas]].
Os mecanismos de fluxo de água e depósitos são frequentemente simulados por [[fluidodinâmica computacional]] (CFD, ''computational fluid dynamics''). A [[incrustação]] é um problema sério em alguns trocadoes de calor. Águas doces pouco tratadas são fequentemente usadas como água de resfriamento, o que resulta em detritos biológicos entrando no trocador de calor e produzindo camadas, diminuindo o [[coeficiente de transferência térmica]]. Outro problema comum é o "[[tártaro]]", ou incrustação [[calcário|calcária]], que é composto de camadas depositadas de [[composto químico|compostos químicos]], como [[carbonato de cálcio]] ou [[carbonato de magnésio]], relacionados com a [[dureza da água]].

=== Incrustação ===

[[Imagem:Fouling02.jpg|thumb|250px|Um trocador de calor em uma usina de energia a vapor contaminada com macro-incrustação.]]

[[Incrustação]] ocorre quando um fluido passa por um trocador de calor, e as impurezas no fluido precipitam-se sobre a superfície dos tubos.

A [[precipitação (química)|precipitação]] destas [[impureza]]s pode ser causada por:
*Uso frequente do trocador de calor
*Ausência de limpeza regular do trocador de calor
*Redução da velocidade dos fluidos movendo-se através do trocador de calor
*Superdimensionamento do trocador de calor
Efeitos de incrustação são mais abundantes nos tubos quentes dos trocadores de calor que em tubos frios. Isto é causado porque impurezas são menos facilmente dissolvidas num fluido frio. Isto é porque, para a maioria das substâncias, a [[solubilidade]] aumenta quando a temperatura aumenta. Uma notável exceção é [[água dura]] e seus sais de [[metal alcalino-terroso|metais alcalinos-terrosos]] onde o oposto é verdadeiro.

A incrustação aumenta a área da seção transversal para o calor ser transferido e causa um aumento na resistência à transferência de calor através do trocador de calor. Isto é porque a condutividade térmica da camada de incrustação é baixa. Isto reduz o [[coeficiente de transferência térmica]] global e a eficiência do trocador de calor. Ocorrendo isto, pode conduzir a um aumento nos custos de bombeamento e manutenção.

A abordagem convencional para o controle de incrustação combina a aplicação “cega” de biocidas e produtos químicos antitártaro com testes de laboratório. Isto frequentemente resulta em uso excessivo de produtos químicos com o inerente efeito colateral de acelerar o sistema de corrosão e aumentar os resíduos tóxicos - sem mencionar o incremento de custos de tratamentos desnecessários.

No entanto, existem soluções para monitoramento contínuo incrustantes em ambientes líquidos, tais como o sensor [http://www.neo-sens.com Neosens] FS, medindo tanto a espessura de incrustação e temperatura, permitindo otimizar a utilização de produtos químicos e controlar a eficiência de limpeza.

O superdimensionamento dos trocadores causa o aumento da incrustação pela diminuição do arraste tanto de sólidos particulados quanto de impurezas que se solidificam e se precipitam ao longo do trocador, não sendo removidos continuamente pela ação do próprio movimento em suficiente velocidade do fluido.<ref>Sadık Kakaç,Hongtan Liu; [http://books.google.com.br/books?id=QiWUFOkPBPIC&lpg=PP1&dq=Thermal%20and%20Hydraulic%20Design%20of%20Heat%20exchangers%20by%20Sadik%20Kakac%20and%20Hongtan%20Liu&pg=PP1#v=onepage&q&f=false Heat exchangers: selection, rating, and thermal design]; CRC Press; 2nd Ed.; 2002; ISBN 0849309026</ref><ref>Bell, Kenneth J.; Thermal and Hydraulic Design of Heat exchangers; Hemisphere Pub. Corp.; 1983; ISBN 10: 0891161252</ref><ref>R. K. Shah,Dušan P. Sekulić; [http://books.google.com.br/books?id=beSXNAZblWQC&lpg=PP1&dq=Thermal%20and%20Hydraulic%20Design%20of%20Heat%20exchangers%20by%20Sadik%20Kakac%20and%20Hongtan%20Liu&pg=PP1#v=onepage&q&f=false Fundamentals of heat exchanger design]; Wiley; 2003</ref>

=== Manutenção ===

Trocadores de calor de placas precisam ser desmontados e limpos periodicamente. Trocadores de calor tubulares podem ser limpos por métodos tais como a limpeza ácida, [[jateamento abrasivo|jateamento]], [[corte com jato de água|jato de água de alta pressão]], [[limpeza por bala]],<ref>[http://www.igp-group.com/aruchembullets.htm CONDENSER CLEANING USING BULLETS] {{Wayback|url=http://www.igp-group.com/aruchembullets.htm |date=20100706023149 }} - '''www.igp-group.com'''</ref> ou por hastes.

Em grande escala os sistemas de refrigeração de água para trocadores de calor, [[tratamento de água]] tal como a purificação, a adição de [[Substância|produtos químicos]] e testes, são usados para minimizar o sujar de equipamento de troca de calor. Outros tratamentos de água também são usado em sistemas de vapor para usinas de energia, etc, para minimizar a incrustação e corrosão da troca de calor e outros equipamentos.

Uma variedade de empresas começaram a utilizar a água ter tecnologia de oscilações para evitar [[bioincrustação]]. Sem o uso de produtos químicos, este tipo de tecnologia tem ajudado na provisão de uma baixa queda de pressão em trocadores de calor.<ref>HyCa Technologies - [http://www.hyca.co.in/HyCator-BFP_Hyca-Technologies.php HyCator™:BFP Reactor System] - '''www.hyca.co.in'''</ref><ref>[http://www.merusaustralia.com.au/node/44 Biofilm and biofouling] - '''www.merusaustralia.com.au'''</ref>
== Na indústria ==

Trocadores de calor são largamente usados na indústria tanto para resfriamento e aquecimento em larga escala em processos industriais. O tipo de tamanho de trocadores de calor usados pode ser adaptado a um processo dependendo do tipo de fluido, sua fase, temperatura, densidade, viscosidade, pressões, composição química e várias outras propriedades termodinâmicas.

Em muitos processos industriais existe desperdício de energia ou uma corrente de calor que está sendo exaurida, trocadores de calor podem ser usados para recuperar este calor e colocá-lo em uso pelo aquecimento de uma outra corrente no processo. Esta prática poupa uma quantidade de dinheiro na indústria como o calor fornecidos a outras correntes dos trocadores de calor que de outra dorma viria de fonte externa a qual é mais custosa e mais nociva ao ambiente.

Trocadores de calor são usados em muitas indústrias, algumas das quais incluem:
* [[Estação de tratamento de águas residuais|Tratamento de águas residuais]]
* Sistemas de refrigeração
* Indústria de vinhos e [[cervejaria]]s
* Indústria do petróleo.
* Indústria química pesada

Na indústria de tratamento de águas residuais, trocadores de calor desempenham um papel vital na manutenção ótima de temperaturas internamente a [[Digestão anaeróbia|digestores anaeróbicos]] a fim de promover o crescimento de microorganismos que removem os poluentes das águas residuais. Os tipos mais comuns de trocadores de calor utilizados nesta aplicação são o trocadores de calor de duplo tubo, bem como os trocadores de calor de placa e quadro.
== Em aeronaves ==

Em aeronaves comerciais, trocadores de calor são usados para tomar calor do sistema de óleo do motor a aquecer combustível frio.<ref>
{{citar web
| url = http://www.freepatentsonline.com/4498525.html
|título= United States Patent 4498525, Fuel/oil heat exchange system for an engine
|acessodata=3 de fevereiro de 2009
|publicado= United States Patent and Tradmark Office
}}</ref> Isto melhora a eficiência do combustível, assim como reduz a possibilidade de água aprisionada no combustível congelado em componentes.<ref name="2009-heat-exchanger">
{{citar web
| url = http://www.flightglobal.com/articles/2009/02/03/322023/boeing-links-heathrow-atlanta-trent-895-engine-rollbacks.html
|título= Boeing links Heathrow, Atlanta Trent 895 engine rollbacks
|acessodata=3 de fevereiro de 2009
|publicado= FlightGlobal.com
}}</ref>

No início de 2008, um [[Boeing 777]] voando como [[British Airways Flight 38]] acidentou-se pouco após a pista. No início de 2009 Boeing atualizou informações para os operadores de aeronaves, o problema foi identificado como específico dos trocadores de calor do fluxo de óleo do motor Rolls-Royce.<ref group=nota>Outros trocadores de calor, ou aeronaves Boeing 777 movidas por motores GE ou Pratt and Whitney, não são afetadas pelo problema.</ref>
== Um modelo para um trocador de calor simples ==

Um trocador de calor simples<ref>Kay J M & Nedderman R M (1985) ''Fluid Mechanics and Transfer Processes'', Cambridge University Press</ref> pode ser entendido como dois tubos retos com fluxo de fluido, os quais são termicamente conectados. Considera-se os tubos como de igual comprimento ''L'', conduzindo fluidos com [[capacidade térmica]] <math>C_i</math> (energia por unidade de massa por unidade por alteração na temperatura) e considere-se a taxa de fluxo de massa dos fluidos através dos tubos sendo <math>j_i</math> (massa por unidade de tempo), onde o subscrito ''i'' aplica-se ao tubo 1 ou tubo 2.

Os perfis de temperatura para os tubos são <math>T_1(x)</math> and <math>T_2(x)</math> onde ''x'' é a distância ao longo do tubo. Suponha-se um estado estacionário, de modo que os perfis de temperatura não são funções de tempo. Considere-se também que somente transferência de calor de um pequeno volume de fluido em um tubo está para o elemento de fluido no outro tubo na mesma posição. Não haverá transferência de calor ao longo de um tubo devido a diferenças de temperatura naquele tubo. Pela [[Propagação térmica|lei de Newton do resfriamento]] a taxa de alteração da energia de um pequeno volume de fluido é proporcional à diferença de temperatura entre ele e o elemento correspondente no outro tubo:

:<math>\frac{du_1}{dt}=\gamma(T_2-T_1)</math>
:<math>\frac{du_2}{dt}=\gamma(T_1-T_2)</math>

onde <math>u_i(x)</math> é a energia térmica por unidade de comprimento e γ é a constante de conexão térmica por unidade de comprimento entre os dois tubos.

Esta alteração na energia interna resulta em uma alteração na temperatura do elemento de fluido. A taxa no tempo de alteração para o elemento de fluido sendo transportado ao longo do fluido é:

:<math>\frac{du_1}{dt}=J_1 \frac{dT_1}{dx}</math>
:<math>\frac{du_2}{dt}=J_2 \frac{dT_2}{dx}</math>

onde <math>J_i=C_ij_i</math> é a "taxa de fluxo de massa térmica". As equações diferenciais governando o trocador de calor podem agora ser escritas como:

:<math>J_1\frac{\partial T_1}{\partial x}=\gamma(T_2-T_1)</math>
:<math>J_2\frac{\partial T_2}{\partial x}=\gamma(T_1-T_2).</math>

Note-se que, dado que o sistema é um estado estacionário, não há derivadas parciais de temperatura em relação ao tempo, e já que não há transferência de calor ao longo do tubo, não há derivadas segundas em ''x'' como é encontrado na [[equação do calor]]. Estas duas [[equação diferencial|equações diferenciais]] de primeira ordem acopladas podem ser resolvidas resultando:

:<math>T_1=A-\frac{Bk_1}{k}\,e^{-kx}</math>
:<math>T_2=A+\frac{Bk_2}{k}\,e^{-kx}</math>

onde <math>k_1=\gamma/J_1</math>, <math>k_2=\gamma/J_2</math>, <math>k=k_1+k_2</math> e ''A'' e ''B'' são duas ainda indeterminadas constantes de integração. Fazendo-se <math>T_{10}</math> and <math>T_{20}</math> serem as temperaturas a x=0 e fazendo-se <math>T_{1L}</math> e <math>T_{2L}</math> serem as temperaturas no final do tubo em x=L. Define-se as temperaturas médias em cada tubo como:

:<math>\overline{T}_1=\frac{1}{L}\int_0^LT_1(x)dx</math>
:<math>\overline{T}_2=\frac{1}{L}\int_0^LT_2(x)dx.</math>

Usando-se as soluções acima, estas temperaturas são:

::{|
|-
| <math>T_{10}=A-\frac{Bk_1}{k}</math>
| <math>T_{20}=A+\frac{Bk_2}{k}</math>
|-
| <math>T_{1L}=A-\frac{Bk_1}{k}e^{-kL}</math>
| <math>T_{2L}=A+\frac{Bk_2}{k}e^{-kL}</math>
|-
| <math>\overline{T}_1=A-\frac{Bk_1}{k^2L}(1-e^{-kL})</math>        
| <math>\overline{T}_2=A+\frac{Bk_2}{k^2L}(1-e^{-kL}).</math>
|}

Escolhendo-se quaisquer duas das temperaturas aima irá permitir que as constantes de integração sejam eliminadas, o que permitirá que as outras quatro temperaturas sejam encontradas. A energia total transferida é encontrada por integração das expressões para a taxa no tempo da alteração de energia interna por unidade de comprimento:

:<math>\frac{dU_1}{dt} = \int_0^L \frac{du_1}{dt}\,dx = J_1(T_{1L}-T_{10})=\gamma L(\overline{T}_2-\overline{T}_1)</math>
:<math>\frac{dU_2}{dt} = \int_0^L \frac{du_2}{dt}\,dx = J_2(T_{2L}-T_{20})=\gamma L(\overline{T}_1-\overline{T}_2).</math>

Pela [[Lei da conservação de energia|conservação da energia]], a soma das duas energias é zero. A quantidade <math>\overline{T}_2-\overline{T}_1</math> é conhecida como a [[diferença de temperatura média logarítmica]] é é uma medida da eficiência do trocador de calor em transferir energia térmica.
== Na natureza ==

Diversas estruturas dos seres vivos comportam-se como trocadores de calor. Estas diversas estruturas desenvolveram-se em forma e características no [[Evolução|processo evolutivo]] com crescentes eficiências nos processos térmicos que controlam e nas trocas térmicas adequadas ao meio que promovem

=== Humanos ===

Os pulmões humanos, assim como os de diversas espécies [[Homeotermia|homeotermas]] como outros [[mamífero]]s e as [[ave]]s, servem como um trocador de calor extremamente eficiente devido a sua grande razão de área de superfície por volume.<ref>WEBB, PAUL; [http://www.dtic.mil/srch/doc?collection=t3&id=AD0293194 HEAT LOSS FROM THE RESPIRATORY TRACT IN COLD] - '''www.dtic.mil''</ref> Em espécies que tem [[testículo]]s externos (tais como os humanos e diversos mamíferos), como as [[artéria]]s dos testículos são cercadas por uma malha de veias chamada de [[plexo pampiniforme]]. Isto esfria o sangue que dirige-se aos testículos, enquanto reaquece o sangue retornando ao corpo.<ref>[http://marcelo.juvencio.sites.uol.com.br/esperma.htm Espermatozóides] - '''marcelo.juvencio.sites.uol.com.br'''</ref><ref group=nota>Na maioria dos mamíferos tais estruturas são necessárias para a maturação dos [[espermatozoide]]s, que só se dá em temperatura ligeiramente menor que a interna do corpo.</ref>

=== Elefantes ===

As orelhas dos [[elefante africano|elefantes africanos]] são um exemplo de estrutura desenvolvida pelo processo evolutivo com vistas à refrigeração pela [[convecção forçada]], especialmente quando abanam as orelhas, da corrente sanguínea, trocando calor com o ar, operando como trocador de calor líquido-ar em resfriamento do líquido.<ref>[http://student.claytonstate.net/~csu21311/adaptations.htm African elephant adaptations - The Ears] {{Wayback|url=http://student.claytonstate.net/~csu21311/adaptations.htm |date=20080613203225 }} - '''student.claytonstate.net'''</ref><ref>Christine and Michel, Denis-Hout. ''The Art of being an Elephant.'' New York: Barnes and Noble, 2003.</ref><ref>[http://www.sandiegozoo.org/animalbytes/t-elephant.html Mammals: Elephant] - '''www.sandiegozoo.org'''</ref>

=== Aves, peixes, baleias ===

Trocadores de calor em "contracorrente" ocorrem naturalmente no sistema circulatório de [[peixe]]s e [[baleia]]s. Artérias da pele transportando sangue quente são interligadas com as veias da pele transportando sangue frio, causando a troca de calor do sangue arterial quente com o sangue venoso frio. Isto reduz a perda de calor global em águas frias. Trocadores de calor estão presentes também na língua de [[baleia]]s como grandes volumes de fluxo de água através de suas bocas.<ref>{{Citar web |url=http://www.nhm.org/research/mammals/jj/ |titulo=Cópia arquivada |acessodata=2010-04-29 |arquivourl=https://web.archive.org/web/20090614084555/http://www.nhm.org/research/mammals/jj/ |arquivodata=2009-06-14 |urlmorta=yes }}</ref><ref>{{citar periódico|url=http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/278/5340/1138 |periódico=Science |volume=278 |número=5340 |autor =Heyning and Mead |páginas=1138–1140 |data=novembro de 1997 |título=Thermoregulation in the Mouths of Feeding Gray Whales |acessodata=2010/01/19}}</ref> [[Ave limícola|Aves limícolas]] usam um sistema similar para limitar as perdas de calor de seus corpos através de suas pernas na água.

=== Animais pré-históricos ===

O animais pré-históricos [[Sinápsida|sinapsidas]], como o ''[[Dimetrodon]]'' e o ''[[Edaphosaurus]]'', possuiam "velas" nas costas que são hipoteticamente consideradas como tendo função de regulagem térmica.<ref>{{citar periódico|último =Bramwell |primeiro =C. D. |autorlink = |coautor= Fellgett, P.P. |ano=1973 |month= |título= Thermal regulation in sail lizards|periódico= [[Nature (journal)|Nature]]|volume=242 |número= |páginas=203–205 |id= |doi= 10.1038/242203a0 |acessodata=2007-03-29 |citação= }}</ref>
== Ver também ==
* [[Entalpia]]
* [[Arrefecimento gratuito]]
* [[Recuperador de calor]]
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Trocador de energia térmica
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Um trocador de calor ou permutador de calor é um dispositivo para transferência de calor eficiente de um meio para outro.Tem a finalidade de transferir calor de um fluido para o outro, encontrando-se estes a temperaturas diferentes. Os meios podem ser separados por uma parede sólida, tanto que eles nunca misturam-se, ou podem estar em contato direto.[1] Um permutador de calor é normalmente inserido num processo com a finalidade de arrefecer (resfriar) ou aquecer um determinado fluido. São amplamente usados em aquecedores, refrigeração, condicionamento de ar, usinas de geração de energia, plantas químicas, plantas petroquímicas, refinaria de petróleo, processamento de gás natural, e tratamento de águas residuais. Em muitos textos em inglês é abreviado para HX (heat exchanger).

Trocador de calor tubular.
Um exemplo comum de trocador de calor é o radiador em um carro, no qual a fonte de calor, a água, sendo um fluido quente de refrigeração do motor, transfere calor para o ar fluindo através do radiador (i.e. o meio de transferência de calor). Em outras aplicações são usados para refrigeração de fluidos, sendo os mais comuns, óleo e água e são construídos em tubos, onde, normalmente circula o fluido refrigerante (no caso de um trocador para refrigeração). O fluido a ser refrigerado circula ao redor da área do tubo, isolado por outro sistema de tubos (similar a uma Serpentina (duto)) que possui uma ampla área geometricamente favorecida para troca de calor.

O material usado na fabricação de trocadores de calor, geralmente possui um coeficiente de condutibilidade térmica elevado. Sendo assim, são amplamente utilizados o cobre e o alumínio e suas ligas.

Dentro da teoria em engenharia, é um volume de controle, sendo que este equipamento normalmente opera em regime permanente, onde as propriedades da seção de um fluido não se altera com o tempo.

A eficiência de um trocador de calor depende principalmente:

Do material utilizado para construção;
Da característica geométrica e
Do fluxo, temperatura e coeficiente de condutibilidade térmica dos fluidos em evidência.
Genericamente, para melhorar a troca de calor, são colocados aletas em toda a área da tubulação. Estas aletas fazem com que o fluido se disperse em áreas menores, assim, facilitando a troca de calor. Aletas, consistem em células interligadas entre si, onde circula fluido. São construídas em materiais de excelente condutibilidade térmica. Seu uso, acarreta uma grande desvantagem em um sistema termodinâmico, pois reduzem drasticamente a pressão com relação a entrada e saída. A maioria dos trocadores de calor, utilizam tubos com geometrias que favorecem a troca de calor, onde internamente, há em sua área aletas.

Os permutadores de calor existem em várias formas construtivas consoante a aplicação a que se destinam, sendo as principais:

Permutador de calor de carcaça e tubos (em inglês shell and tube heat exchanger)
Permutador de calor de placas (plate heat exchanger)
Permutador de calor de placas brasadas com aletas (brazed plate fin heat exchanger)
Quanto as fases, existem 2 tipos de trocadores de calor:

Monofásico, onde não há mudança de fase no fluido a ser refrigerado ou aquecido e
Multifase, onde há mudança de estado físico do fluido.
Exemplo de trocadores de calor monofásicos: Radiador de água e intercooler (ou radiadores a ar).

Exemplo de trocadores de calor multifase: Condensador e evaporadores.

Regime de fluxo
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Fluxos contracorrente (A) e paralelo (B)

Fig. 1: Trocador de calor casco e tubos, passagem única (fluxo paralelo 1-1)

Fig. 2: Trocador de calor casco e tubo, 2 passagens pelos tubos (fluxo contracorrente 1-2)

Fig. 3: Trocador de calor casco e tubo, 2 passagens pelo casco, 2 passagens pelos tubos (fluxo contracorrente 2-2)

Existem duas classificações primárias de trocadores de calor de acordo com seus arranjos de fluxos. Em trocadores de calor de fluxo paralelo, os dois fluidos entram no trocador do mesmo lado, e fluem em paralelo um ao outro para o outro lado. Em trocadores de calor contracorrente os fluidos entram no trocador de lados opostos. O projeto contracorrente é mais eficiente, neste pode-se transferir a maior parte do calor do meio quente (de transferência). Ver troca em contracorrente. Em trocadores de calor contracorrente, os fluidos fluem aproximadamente perpendiculares entre si através do trocador.

Para maior eficiência, trocadores de calor são projetados para maximizar a área de superfície da parede entre os dois fluidos, enquanto minimiza a resistência ao fluxo do fluido através do trocador. O desempenho do trocador também pode ser afetado pela adição de aletas ou ondulações em um ou ambos os sentidos, o que aumenta a área de superfície e pode aumentar o fluxo em canal do fluido ou induzir turbulência.

A temperatura de condução através da superfície de transferência de calor varia com a posição, mas uma temperatura média adequada pode ser definida. Na maioria dos sistemas simples, esta é a diferença de temperatura média logarítmica (LMTD, log mean temperature difference). Às vezes, o conhecimento direto da LMTD não está disponível e o Método das NTU (número de unidades de transferência, em inglês Number of Transfer Units ) é usado.

Tipos de trocadores de calor
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Trocador de calor casco e tubo
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Um trocador de calor casco e tubos
Trocadores de calor casco e tubo consistem de uma série de tubos. Um conjunto destes tubos contém o fluido que deve ser ou aquecido ou esfriado. O segundo fluido corre sobre os tubos que estão sendo aquecidos ou esfriados de modo que ele pode fornecer o calor ou absorver o calor necessário. O conjunto de tubos é chamado feixe de tubos e pode ser feita de vários tipos de tubos: simples, longitudinalmente aletados, etc. Trocadores de calor casco e tubos são normalmente utilizados para aplicações de alta pressão (com pressões superiores a 30 bar e temperaturas superiores a 260°C).[2] Isso ocorre porque os trocadores de calor casco e tubo são robustos, devido à sua forma.

Existem várias características de projeto térmico, que devem ser tidas em conta quando projeta-se os tubos nos trocadores de calor de casco e tubo. Estas incluem:

Diâmetro dos tubos: Usar-se tubos de pequeno diâmetro faz o trocador de calor tanto econômico como compacto. No entanto, é mais provável o trocador de calor incrustam mais rapidamente e pequeno tamanho faz a limpeza mecânica das incrustações difícil. Ao prevalecer a incrustação e os problemas de limpeza, tubos de diâmetros maiores devem ser utilizados. Assim, para determinar o diâmetro de tubos, o espaço disponível, custos, incrustação, bem como a natureza dos fluidos devem ser considerados.
Espessura de parede de tubo: A espessura das paredes dos tubos é normalmente determinada de maneira a garantir:
Existir espaço suficiente para a corrosão
Que a vibração induzida por fluxo tenha resistência
Resistência axial
Disponibilidade de peças sobressalentes
Resistência de contenção ou "de cintura" (para suportar a pressão do tubo interno)
Resistência à flambagem (para suportar sobrepressão no casco)
Comprimentos dos tubos: trocadores de calor são normalmente mais baratos quando ten um menor diâmetro de casco e um longo comprimento de tubo. Assim, normalmente há um objetivo de tornar o trocador de calor, enquanto ao mesmo tempo fisicamente possível, não excedendo as capacidades de produção. No entanto, existem muitas limitações para isso, inclusive o espaço disponível no local onde vai ser utilizado e a necessidade de assegurar que não haja tubos disponíveis em comprimentos que são o dobro do comprimento necessário (para que os tubos possam ser retirados e substituídos). Além disso, o que tem que ser lembrado, os tubos finos são difíceis de remover e substituir.
Passo (pitch) dos tubos: quando projeta-se os tubos, é prático para garantir que o passo (pitch) dos tubos (i.e., a distância do centro do tubo ao centro de tubos adjacentes) não seja inferior a 1,25 vezes o diâmetro dos tubos externos. Um passo maior dos tubos leva a um maior diâmetro global do casco que leva a um trocador de calor mais caro.
Corrugação dos tubos: este tipo de tubos, tubos corrugdos, utilizados principalmente para os tubos internos, aumenta a turbulência dos fluidos e o efeito é muito importante na transferência de calor dando um melhor desempenho.
Distribuição ou configuração (layout) dos tubos: refere-se a como os tubos são posicionados dentro do casco. Existes quatro tipos principais de configuração dos tubos, os quais são, triangular (30°), triangular "girado" (60°), quadrado (90°) ou quadrado girado (45°). Os padrões triangulares são empregados para produzir maior transferência de calor em que força-se o fluido a fluir de uma forma mais turbulenta ao redor da tubulação. Padrões quadrados são empregados onde alta incrustação é experimentada e operações de limpeza são mais regulares.
Projeto das chicanas: chicanas ou defletores são usados em trocadores de calor casco e tubo para direcionar o fluido através do feixe de tubos. Eles correm perpendicularmente ao caso e mantém coeso e fixo o feixe de tubos, evitando que os tubos de vergarem ao longo de um comprimento longo. Eles também podem impedir que os tubos vibrem excessivamente. O tipo mais comum de chicana é a chicana segmentar. As chicanas segmentares semicirculares são orientadas a 180 graus para as chicanas adjacentes forçando o líquido a fluir para cima e para baixo entre o feixe de tubos. Chicanas de espaçamento são de grande importância termodinâmica no projeto de trocadores de calor de casco e tubo. Chicanas devem ser espaçadas, tendo em consideração para a conversão da queda de pressão e transferência de calor. Para a otimização térmica e econômica é sugerido que as chicanas sejam espaçados não mais de 20% do diâmetro interno do casco. Tendo-se chicanas espaçadas muito próximas provoca-se uma maior queda de pressão por causa do redirecionamento de fluxo. Consequentemente com as chicanas espaçadas significa que pode haver regiões mais frias nos cantos entre as chicanas. Também é importante para garantir que as chicanas sejam espaçadas perto o suficiente para que os tubos não cedam. O outro tipo principal de defletor é o disco e defletor de rosca, que consiste de dois defletores concêntricos, o defletor exterior mais amplo parece uma rosquinha (donut), embora o defletor interno é em forma de disco. Este tipo de defletores forçam o fluido a passar em torno de cada lado do disco, em seguida, através do defletor donut gerando um tipo diferente de fluxo de fluido.

Diagrama conceitual de um trocador de calor placa e quadro

Um trocador de calor de placa única
Trocador de calor de placas
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Outro tipo de trocador de calor é o trocador de calor de placas. Um deles é composto por placas múltiplas, finas, levemente separadas que têm áreas de superfície muito grande e as passagens de fluxo de fluido de transferência de calor. Este arranjo empilhado de placas pode ser mais eficaz, em um determinado espaço, que o trocador de calor de casco e tubos. Avanços na tecnologia de vedação e brasagem fizeram o permutador de calor do tipo placa cada vez mais prático. Em aplicações HVAC, grandes trocadores de calor deste tipo são chamados placas-e-quadros, quando utilizados em circuitos abertos, estes trocadores de calor são normalmente do tipo vedado permitindo desmontagem, limpeza e inspeção periódica. Existem muitos tipos de trocadores de calor de placa permanentemente ligadas, tais como variedades de placa brasadas por imersão e brasadas a vácuo, e muitas vezes são especificados para aplicações de circuito fechado, como refrigeração. Trocadores de calor de placas também diferem no tipo de placas que são utilizadas, e nas configurações das placas. Algumas placas podem ser carimbados com o "chevron" (forma de insígnia), ou outros padrões, onde outros possam ter aletas e/ou ranhuras usinadas.

Trocador de calor circular adiabático
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Um quarto tipo de trocador de calor utiliza um fluido intermediário ou armazena sólidos para manter o calor, que é então transferido para o outro lado do trocador de calor a ser liberado. Dois exemplos disso são rodas adiabáticas, que consistem em uma grande roda com linhas finas em rotação através dos quais fluem os fluidos quentes e frios, e trocadores de calor fluido.

Trocador de calor de placas aletadas
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Este tipo de trocador de calor utiliza com passagens em "sanduíche" para aumentar a efetividade da unidade. Os projetos incluem fluxo transversal e contrafluxo com diversas configurações de aletas tais como aletas retas, aletas deslocadas e as aletas onduladas.

Trocadores de calor de placas aletadas são normalmente feitos de ligas de alumínio, que proporcionam maior eficiência de transferência de calor. O material permite que o sistema funcione a baixa temperatura e reduzem o peso do equipamento. Trocadores de calor de placas aletadas são usados principalmente para serviços de baixa temperatura, como plantas de liquefação de gás natural, hélio e oxigênio, as plantas de separação de ar e na indústria de transportes como motores e motores de aeronaves.

Um trocador de calor de placas intercambiáveis aplicado ao sistema de uma piscina de natação.
Vantagens de trocadores de calor de placas e aletas:

Alta eficiência de transferência de calor especialmente em tratamento de gás
Maior área de transferência de calor
Aproximadamente 5 vezes mais leves em peso que os de correspondentes em capacidade trocadores de calor de casco e tubos
Capaz de suportar a alta pressão
Desvantagens de trocadores de calor de placas e aletas:

Pode ocorrer entupimento das vias que são muito estreitas
Dificuldade de limpar as vias
Trocadores de calor fluidos
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Este é um trocador de calor com um gás que passa para cima através de um banho de líquido (frequentemente água), e o fluido é, então, levado para outro lugar antes de ser refrigerado. Isto é comumente utilizado para o resfriamento de gases ao mesmo tempo que remove-se certas impurezas, assim, resolve-se dois problemas de uma vez. É amplamente utilizado em máquinas de café expresso como um método de poupar-se energia de resfriamento de água super-aquecida para ser utilizada na extração do expresso.

Unidades de recuperação de calor de resíduos
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Uma unidade de recuperação de calor (WHRU, Waste Heat Recovery Unit) é um trocador de calor que recupera o calor de um fluxo de gás quente durante sua transferência para um meio de trabalho, geralmente água ou óleo. O fluxo de gás quente pode ser o gás de exaustão de uma turbina a gás ou um motor a diesel ou a gás de resíduos provenientes da indústria ou da refinaria.

Trocador de calor de superfície raspada dinâmico
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Outro tipo de trocador de calor é chamado "trocador de calor de superfície raspada (dinâmico)".[3] São principalmente usados em aquecimento ou resfriamento com produtos altamente viscosos, processos de cristalização, aplicações de evaporação e alta incrustação. Longos tempos de atividade são alcançados devido à raspagem contínua da superfície, evitando assim incrustação e alcançando uma taxa de transferência de calor sustentável durante o processo.

A fórmula usada para isto será {\displaystyle Q=A.U.LMTD}Q=A.U.LMTD, onde Q é a taxa de transferência de calor.

Trocadores de calor de mudança de fase
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Típico refervedor de caldeira usado para torres de destilação industrial

Típico condensador de superfície refrigerado a água
Em adição a aquecimento ou resfriamento de fluidos em apenas uma única fase, trocadores de calor podem ser utilizados para aquecer um líquido para evaporá-lo (ou fervê-lo) ou são utilizados como condensadores arrefecendo um vapor e condensando-o em um líquido. Em plantas químicas e refinarias, refervedores utilizados para aquecer alimentos de entrada para torres de destilação são frequentemente trocadores de calor.[4][5]

Instalações de destilação normalmente utilizam condensadores para condensar os vapores destilados novamente em líquido.

Usinas que tenham turbinas movidas a vapor comumente utilizam trocadores de calor para ferver água em vapor. Trocadores de calor ou unidades similares para a produção de vapor de água são frequentemente chamadas caldeiras ou geradores de vapor.

Em plantas de usinas nucleares chamadas reatores de água pressurizada (PWR, Pressurized Water Reactor), trocadores de calor especialmente grandes os quais passam o calor do reator do sistema primário (palnta do reator nuclear) para o secundário (planta de vapor), produzindo vapor da água no processo, são chamados geradores de vapor. Todas as usinas de energia fóssil e nuclear usando turbinas impulsionadas a vapor, tem condensadores de superfície para converter o vapor de exaustão das turbinas em condensado (água) para reutilização.[6][7]

Para conservar a energia e capacidade de resfriamento em indústrias químicas e outras plantas, trocadores de calor regenerativos podem ser usados para a transferência de calor de uma corrente (fluxo) que precisa ser resfriado a uma outra corrente que precisa ser aquecida, tal como um destilado de arrefecimento e alimentação do refervedor de pré-aquecimento.

Este termo pode também referir-se trocadores de calor que contêm um material dentro de sua estrutura que tem uma mudança de fase. Isso geralmente é uma fase sólida para uma líquida, devido à pequena diferença de volume entre estes estados. Esta mudança de fase efetivamente atua como um "amortecedor" (buffer), pois ocorre a uma temperatura constante, mas ainda permite que o trocador de calor receba o calor adicional. Um exemplo onde isto tem sido investigado é para o uso em eletrônicos de aeronaves de alta potência.

Trocadores de calor de contato direto
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Trocadores de calor de contato direto envolvem transferência de calor entre correntes quentes e frias de duas fases na ausência de uma parede de separação.[8] Assim tais trocadores de calor podem ser classificados como:

Gás– líquido
Líquido imiscível – líquido
Sólido-líquido ou sólido-gás
A maioria dos trocadores de calor contacto directo caem sob a categoria Gás-Líquido, onde o calor é transferido entre gás e líquido na forma de gotas, filmes ou sprays.[2]

Tais tipos de trocadores de calor são usados predominantemente em ar condicionados, umidificação de ambientes, resfriamento de água e plantas de condensação.[9]

Fases[10] Fase contínua Força condutora Mudança de fase Exemplos
Gás – Líquido Gás Gravidade Não Colunas spray, colunas rechedas
Sim Torres de resfriamento, evaporadores por gotejamento
Forçada Não Resfriadores spray/supressores
Fluxo líquido Sim Condensadores spray/Condensadores e evaporadores por jato
Líquido Gravidade Não Coluna de bolhas, colunas de bandejas perfuradas
Sim Condensadores de coluna de bolhas
Forçada Não Espargidores de gás
Fluxo de gás Sim Evaporadores de contato direto, combustão submersa
Serpentinas de ar HVAC
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Uma das maiores utilizações de trocadores de calor é para ar condicionado das edificações e veículos. Esta classe de trocadores de calor é comumente chamado serpentinas ou bobinas de ar, ou apenas serpentinas devido à sua tubulação interna frequentemente em serpentina. Serpentinas HVAC líquido-ar, ou ar-líquido são tipicamente de arranjo de fluxo cruzado. Nos veículos, serpentinas de calor são frequentemente chamadas aquecedores centrais.

No lado líquido destes trocadores de calor, os fluidos comuns são água, uma solução de água-glicol, vapor, ou um refrigerante. Para serpentinas de aquecimento, água quente e vapor são mais comuns, e este fluido de aquecimento é suprido por caldeiras, por exemplo. Para serpentinas de resfriamento, água resfriada e refrigerante são mais comuns. Água resfriada é suprida a partir de uma máquina frigorífica que é potencialmente localizado muito longe, mas refrigerante deve ser proveniente de uma unidade de condensação nas proximidades. Quando um refrigerante é utilizado, a serpentina de resfriamento é o evaporador no ciclo de refrigeração por compressão de vapor. Serpentinas HVAC que usam essa expansão direta de refrigerantes são comumente chamados serpentinas DX.

No lado do ar de serpentinas HVAC existe uma diferença significativa entre aquelas utilizados para o aquecimento, e as de refrigeração. Devido a psicrometria, o ar que é esfriado frequentemente tem condensação de umidade fora dela, exceto com fluxos de ar extremamente seco. Aquecimento de algum ar a capacidade deste fluxo de ar de reter água. Então, em serpentinas de aquecimento não é necessário considerar a condensação da umidade em seu lado ar, mas serpentinas de resfriamento devem ser adequadamente projetadas e selecionadas para lidar com as suas particulares umidade latente, assim como as cargas de resfriamento sensível. A água que é removida é chamada condensado.

Para muitos climas, serpentinas HVAC de água ou vapor podem ser expostos a condições de congelamento. Dado que água expande-se sob congelamento, estes um tanto caros e difíceis de substituir trocadores de calor de paredes finas podem ser facilmente danificados ou destruídos por apenas um congelamento. Assim, proteção contra o congelamento das serpentinas é uma das principais preocupações dos projetistas, instaladores e operadores de HVAC.

A introdução de recortes colocados dentro das aletas do trocador de calor controla a condensação, permitindo que as moléculas de água permaneçam no ar refrigerado. Esta invenção permitiu a formação de gelo sem refrigeração do mecanismo de refrigeração.[11]

Os trocadores de calor em combustão direta de caldeiras, típicos em muitas resistências, não são 'serpentinas'. Eles são, pelo contrário, trocadores de calor gás-ar que são tipicamente feitos de metal estampado em chapa de aço. Os produtos da combustão passam de um lado destes trocadores de calor e ar a ser condicionado pelo outro. Um permutador de calor rachado é, portanto, uma situação perigosa que exige atenção imediata, pois os produtos de combustão são então susceptíveis de entrar na edificação ou instalações.

Trocadores de calor espirais
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Desenho esquemático de um trocador de calor espiral.
Um trocador de calor espiral (SHE, spiral heat exchanger), pode referir-se a um configuração de tubos helicoidal (espiralada),[12] mais genericamente, o termo refere-se a um par de superfícies planas que são espiraladas de forma a formar os dois canais em um arranjo de fluxo contracorrente.[13][14] Cada um dos dois canais tem dois longos trajetos curvos. Um par de entradas de fluido são conectados tangencialmente a outros braços da espiral, e as entradas axiais são comuns, mas opcionais.[15]

A principal vantagem dos trocadores SHE é seu uso do espaço altamente eficiente. Esse atributo é muitas vezes alavancado e parcialmente realocado para ganhar outras melhorias no desempenho, de acordo com metodologias conhecidas em projeto de trocadores de calor. (Uma metodologia destacada é a comparação do custo de capital versus o custo operacional.) Um SHE compacto pode ser usado para ter uma menor ocupação nas instalações, e portanto reduz todos os custos de capital relacionados, ou um sobredimensionado SHE pode ser usado para ter-se menor queda de pressão, menor energia de bombeamento, mais alta eficiência térmica, e mais baixos custos de energia.[13][14][16]

Construção
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As distâncias entre as folhas dos canais em espiral são mantidas usando pinos espaçadores que foram soldados antes de serem rolados. Uma vez que o pacote espiral principal foi enrolado, bordas suplentes superiores e inferiores são soldadas e cada extremidade fechada por um plano cone de cobertura cobrir aparafusado ao corpo. Isso assegura que a mistura dos dois líquidos não irá ocorrer. Se um vazamento acontecer, será da cobertura de periferia para a atmosfera, ou para uma passagem que contém a mesmo fluido.[17]

Autolimpeza
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Trocadores SHE são frequentemente usados no aquecimento de fluidos que contenham sólidos e, portanto, tem uma tendência a incrustação no interior do trocador de calor. A baixa queda de pressão dá ao trocador SHE sua capacidade de lidar com incrustações mais facilmente. O trocador SHE usa um mecanismo de "autolimpeza" pelo qual as superfícies sujas causam um aumento localizado da velocidade do fluido, aumentando assim a arraste (ou atrito fluido) sobre a superfície incrustada, contribuindo assim para retirar o bloqueio e manter limpo o trocador de calor. "As paredes internas que compõem a superfície de transferência de calor são muitas vezes bastante grossas, o que torna o trocador SHE muito robusto, e capaz de durar muito tempo em ambientes exigentes."[18] Eles também são facilmente limpos, abrindo-se como um forno onde qualquer acumulação de incrustação pode ser removidos por lavagem à pressão.

Disposição dos fluxos
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Fluxos concorrente e contracorrente.
Existem três tipos principais de fluxos em um trocador de calor espiral:

Fluxo em contracorrente: Ambos os fluxo de fluidos em direções opostas, é utilizado para aplicações líquido-líquido, condensação e arrefecimento de gás. As unidades são geralmente montadas verticalmente quando condensação de vapor e montadas horizontalmente ao manusear altas concentrações de sólidos.
Fluxo em Espiral/fluxo cruzado: Um fluido está em fluxo em espiral e outro em um fluxo cruzado. As passagens do fluxo em espiral são soldados de cada lado para este tipo de trocador de calor em espiral. Esse tipo de escoamento é adequado para lidar com gases de baixa densidade, que passam pelo fluxo cruzado, evitando a perda de pressão. Ele pode ser usado para aplicações líquido-líquido se um líquido tem uma vazão consideravelmente maior do que o outro.
Vapor distribuído/fluxo em espiral: Este projeto é um condensador, e é geralmente montado verticalmente. Ele é projetado para atender a sub-resfriamento tanto de condensado e não condensáveis. O resfriante move-se em uma espiral e sai através do topo. Gases quentes que entram deixam condensado que sai através da saída inferior.
Aplicações
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Os trocadores SHE são bons para aplicações tais como pasteurização, aquecimentos de digestores, recuperação de calor, pré-aquecimento (ver: recuperador), e esfriamento de efluentes. Para tratamento de lamas, trocadores SHE são geralmente menores que outros tipos de trocadores de calor.[19]

Seleção
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Devido às muitas variáveis envolvidas, a seleção ótima de um trocador de calor é desafiante. Cálculos manuais são possíveis, mas muitas interações são tipicamente necessárias. Assim, trocadores de calor são mais frequentemente seleccionados através de programas de computador, que por projetistas de sistemas, que são tipicamente engenheiros, ou pelos fornecedores de equipamentos.

De maneira a selecionar um trocador de calor apropriado, os projetistas de sistemas (ou fornecedores dos equipamentos) em primeiro lugar consideram as limitações de projeto para cada tipo de trocador de calor. Embora o custo seja muitas vezes o primeiro critério avaliado, há vários outros importantes critérios de seleção que incluem:

Limite de alta e baixa pressão
Performance térmica
Faixas de temperatura
O conjunto de produtos (líquido/líquido, líquidos com particulados ou alto teor de sólidos)
Queda de pressão ao longo do trocador
Capacidade de fluxo de fluido
Características de limpeza, manutenção e reparo
Materiais requeridos para construção
Capacidade e facilidade de futura expansão
A escolha do trocador de calor correto requer algum conhecimento de diferentes tipos de trocadores de calor, assim como o ambiente no qual a unidade irá operar. Tipicamente na indústria de manufatura, diversos tipos diferentes de trocadores de calor são usados para apenas um processo ou sistema para obter-se o produto final. Por exemplo, um trocador de calor kettle para pré-aquecimento, um trocador de tubo duplo para o fluido transportador e um trocador placa e quadro para resfriamento. Com suficiente conhecimento de tipos de trocadores de calor e requerimentos de operação, uma seleção apropriada pode ser feita para otimizar-se o processo.[20][21][22]

Monitoração e manutenção
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A inspeção de integridade de trocadores de calor tubular e de placas podem ser testados in situ por métodos de condutividade ou por gás hélio. Estes métodos confirmam a integridade das placas ou tubos para prevenir qualquer contaminação cruzada e as condições das juntas.

Monitoração das condições dos tubos de trocadores de calor pode ser conduzida através de ensaios não destrutivos como os ensaios não destrutivos de tubos (Tubular NDT, de tubular nondestructive testing) e ensaios baseados em correntes parasitas. Os mecanismos de fluxo de água e depósitos são frequentemente simulados por fluidodinâmica computacional (CFD, computational fluid dynamics). A incrustação é um problema sério em alguns trocadoes de calor. Águas doces pouco tratadas são fequentemente usadas como água de resfriamento, o que resulta em detritos biológicos entrando no trocador de calor e produzindo camadas, diminuindo o coeficiente de transferência térmica. Outro problema comum é o "tártaro", ou incrustação calcária, que é composto de camadas depositadas de compostos químicos, como carbonato de cálcio ou carbonato de magnésio, relacionados com a dureza da água.

Incrustação
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Um trocador de calor em uma usina de energia a vapor contaminada com macro-incrustação.
Incrustação ocorre quando um fluido passa por um trocador de calor, e as impurezas no fluido precipitam-se sobre a superfície dos tubos.

A precipitação destas impurezas pode ser causada por:

Uso frequente do trocador de calor
Ausência de limpeza regular do trocador de calor
Redução da velocidade dos fluidos movendo-se através do trocador de calor
Superdimensionamento do trocador de calor
Efeitos de incrustação são mais abundantes nos tubos quentes dos trocadores de calor que em tubos frios. Isto é causado porque impurezas são menos facilmente dissolvidas num fluido frio. Isto é porque, para a maioria das substâncias, a solubilidade aumenta quando a temperatura aumenta. Uma notável exceção é água dura e seus sais de metais alcalinos-terrosos onde o oposto é verdadeiro.

A incrustação aumenta a área da seção transversal para o calor ser transferido e causa um aumento na resistência à transferência de calor através do trocador de calor. Isto é porque a condutividade térmica da camada de incrustação é baixa. Isto reduz o coeficiente de transferência térmica global e a eficiência do trocador de calor. Ocorrendo isto, pode conduzir a um aumento nos custos de bombeamento e manutenção.

A abordagem convencional para o controle de incrustação combina a aplicação “cega” de biocidas e produtos químicos antitártaro com testes de laboratório. Isto frequentemente resulta em uso excessivo de produtos químicos com o inerente efeito colateral de acelerar o sistema de corrosão e aumentar os resíduos tóxicos - sem mencionar o incremento de custos de tratamentos desnecessários.

No entanto, existem soluções para monitoramento contínuo incrustantes em ambientes líquidos, tais como o sensor Neosens FS, medindo tanto a espessura de incrustação e temperatura, permitindo otimizar a utilização de produtos químicos e controlar a eficiência de limpeza.

O superdimensionamento dos trocadores causa o aumento da incrustação pela diminuição do arraste tanto de sólidos particulados quanto de impurezas que se solidificam e se precipitam ao longo do trocador, não sendo removidos continuamente pela ação do próprio movimento em suficiente velocidade do fluido.[23][24][25]

Manutenção
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Trocadores de calor de placas precisam ser desmontados e limpos periodicamente. Trocadores de calor tubulares podem ser limpos por métodos tais como a limpeza ácida, jateamento, jato de água de alta pressão, limpeza por bala,[26] ou por hastes.

Em grande escala os sistemas de refrigeração de água para trocadores de calor, tratamento de água tal como a purificação, a adição de produtos químicos e testes, são usados para minimizar o sujar de equipamento de troca de calor. Outros tratamentos de água também são usado em sistemas de vapor para usinas de energia, etc, para minimizar a incrustação e corrosão da troca de calor e outros equipamentos.

Uma variedade de empresas começaram a utilizar a água ter tecnologia de oscilações para evitar bioincrustação. Sem o uso de produtos químicos, este tipo de tecnologia tem ajudado na provisão de uma baixa queda de pressão em trocadores de calor.[27][28]

Na indústria
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Trocadores de calor são largamente usados na indústria tanto para resfriamento e aquecimento em larga escala em processos industriais. O tipo de tamanho de trocadores de calor usados pode ser adaptado a um processo dependendo do tipo de fluido, sua fase, temperatura, densidade, viscosidade, pressões, composição química e várias outras propriedades termodinâmicas.

Em muitos processos industriais existe desperdício de energia ou uma corrente de calor que está sendo exaurida, trocadores de calor podem ser usados para recuperar este calor e colocá-lo em uso pelo aquecimento de uma outra corrente no processo. Esta prática poupa uma quantidade de dinheiro na indústria como o calor fornecidos a outras correntes dos trocadores de calor que de outra dorma viria de fonte externa a qual é mais custosa e mais nociva ao ambiente.

Trocadores de calor são usados em muitas indústrias, algumas das quais incluem:

Tratamento de águas residuais
Sistemas de refrigeração
Indústria de vinhos e cervejarias
Indústria do petróleo.
Indústria química pesada
Na indústria de tratamento de águas residuais, trocadores de calor desempenham um papel vital na manutenção ótima de temperaturas internamente a digestores anaeróbicos a fim de promover o crescimento de microorganismos que removem os poluentes das águas residuais. Os tipos mais comuns de trocadores de calor utilizados nesta aplicação são o trocadores de calor de duplo tubo, bem como os trocadores de calor de placa e quadro.

Em aeronaves
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Em aeronaves comerciais, trocadores de calor são usados para tomar calor do sistema de óleo do motor a aquecer combustível frio.[29] Isto melhora a eficiência do combustível, assim como reduz a possibilidade de água aprisionada no combustível congelado em componentes.[30]

No início de 2008, um Boeing 777 voando como British Airways Flight 38 acidentou-se pouco após a pista. No início de 2009 Boeing atualizou informações para os operadores de aeronaves, o problema foi identificado como específico dos trocadores de calor do fluxo de óleo do motor Rolls-Royce.[nota 1]

Um modelo para um trocador de calor simples
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Um trocador de calor simples[31] pode ser entendido como dois tubos retos com fluxo de fluido, os quais são termicamente conectados. Considera-se os tubos como de igual comprimento L, conduzindo fluidos com capacidade térmica {\displaystyle C_{i}}C_{i} (energia por unidade de massa por unidade por alteração na temperatura) e considere-se a taxa de fluxo de massa dos fluidos através dos tubos sendo {\displaystyle j_{i}}j_{i} (massa por unidade de tempo), onde o subscrito i aplica-se ao tubo 1 ou tubo 2.

Os perfis de temperatura para os tubos são {\displaystyle T_{1}(x)}T_{1}(x) and {\displaystyle T_{2}(x)}T_{2}(x) onde x é a distância ao longo do tubo. Suponha-se um estado estacionário, de modo que os perfis de temperatura não são funções de tempo. Considere-se também que somente transferência de calor de um pequeno volume de fluido em um tubo está para o elemento de fluido no outro tubo na mesma posição. Não haverá transferência de calor ao longo de um tubo devido a diferenças de temperatura naquele tubo. Pela lei de Newton do resfriamento a taxa de alteração da energia de um pequeno volume de fluido é proporcional à diferença de temperatura entre ele e o elemento correspondente no outro tubo:

{\displaystyle {\frac {du_{1}}{dt}}=\gamma (T_{2}-T_{1})}{\frac {du_{1}}{dt}}=\gamma (T_{2}-T_{1})
{\displaystyle {\frac {du_{2}}{dt}}=\gamma (T_{1}-T_{2})}{\frac {du_{2}}{dt}}=\gamma (T_{1}-T_{2})
onde {\displaystyle u_{i}(x)}u_{i}(x) é a energia térmica por unidade de comprimento e γ é a constante de conexão térmica por unidade de comprimento entre os dois tubos.

Esta alteração na energia interna resulta em uma alteração na temperatura do elemento de fluido. A taxa no tempo de alteração para o elemento de fluido sendo transportado ao longo do fluido é:

{\displaystyle {\frac {du_{1}}{dt}}=J_{1}{\frac {dT_{1}}{dx}}}{\frac {du_{1}}{dt}}=J_{1}{\frac {dT_{1}}{dx}}
{\displaystyle {\frac {du_{2}}{dt}}=J_{2}{\frac {dT_{2}}{dx}}}{\frac {du_{2}}{dt}}=J_{2}{\frac {dT_{2}}{dx}}
onde {\displaystyle J_{i}=C_{i}j_{i}}J_{i}=C_{i}j_{i} é a "taxa de fluxo de massa térmica". As equações diferenciais governando o trocador de calor podem agora ser escritas como:

{\displaystyle J_{1}{\frac {\partial T_{1}}{\partial x}}=\gamma (T_{2}-T_{1})}J_{1}{\frac {\partial T_{1}}{\partial x}}=\gamma (T_{2}-T_{1})
{\displaystyle J_{2}{\frac {\partial T_{2}}{\partial x}}=\gamma (T_{1}-T_{2}).}J_{2}{\frac {\partial T_{2}}{\partial x}}=\gamma (T_{1}-T_{2}).
Note-se que, dado que o sistema é um estado estacionário, não há derivadas parciais de temperatura em relação ao tempo, e já que não há transferência de calor ao longo do tubo, não há derivadas segundas em x como é encontrado na equação do calor. Estas duas equações diferenciais de primeira ordem acopladas podem ser resolvidas resultando:

{\displaystyle T_{1}=A-{\frac {Bk_{1}}{k}}\,e^{-kx}}T_{1}=A-{\frac {Bk_{1}}{k}}\,e^{{-kx}}
{\displaystyle T_{2}=A+{\frac {Bk_{2}}{k}}\,e^{-kx}}T_{2}=A+{\frac {Bk_{2}}{k}}\,e^{{-kx}}
onde {\displaystyle k_{1}=\gamma /J_{1}}k_{1}=\gamma /J_{1}, {\displaystyle k_{2}=\gamma /J_{2}}k_{2}=\gamma /J_{2}, {\displaystyle k=k_{1}+k_{2}}k=k_{1}+k_{2} e A e B são duas ainda indeterminadas constantes de integração. Fazendo-se {\displaystyle T_{10}}T_{{10}} and {\displaystyle T_{20}}T_{{20}} serem as temperaturas a x=0 e fazendo-se {\displaystyle T_{1L}}T_{{1L}} e {\displaystyle T_{2L}}T_{{2L}} serem as temperaturas no final do tubo em x=L. Define-se as temperaturas médias em cada tubo como:

{\displaystyle {\overline {T}}_{1}={\frac {1}{L}}\int _{0}^{L}T_{1}(x)dx}\overline {T}_{1}={\frac {1}{L}}\int _{0}^{L}T_{1}(x)dx
{\displaystyle {\overline {T}}_{2}={\frac {1}{L}}\int _{0}^{L}T_{2}(x)dx.}\overline {T}_{2}={\frac {1}{L}}\int _{0}^{L}T_{2}(x)dx.
Usando-se as soluções acima, estas temperaturas são:

{\displaystyle T_{10}=A-{\frac {Bk_{1}}{k}}}T_{{10}}=A-{\frac {Bk_{1}}{k}} {\displaystyle T_{20}=A+{\frac {Bk_{2}}{k}}}T_{{20}}=A+{\frac {Bk_{2}}{k}}
{\displaystyle T_{1L}=A-{\frac {Bk_{1}}{k}}e^{-kL}}T_{{1L}}=A-{\frac {Bk_{1}}{k}}e^{{-kL}} {\displaystyle T_{2L}=A+{\frac {Bk_{2}}{k}}e^{-kL}}T_{{2L}}=A+{\frac {Bk_{2}}{k}}e^{{-kL}}
{\displaystyle {\overline {T}}_{1}=A-{\frac {Bk_{1}}{k^{2}L}}(1-e^{-kL})}\overline {T}_{1}=A-{\frac {Bk_{1}}{k^{2}L}}(1-e^{{-kL}}) {\displaystyle {\overline {T}}_{2}=A+{\frac {Bk_{2}}{k^{2}L}}(1-e^{-kL}).}\overline {T}_{2}=A+{\frac {Bk_{2}}{k^{2}L}}(1-e^{{-kL}}).
Escolhendo-se quaisquer duas das temperaturas aima irá permitir que as constantes de integração sejam eliminadas, o que permitirá que as outras quatro temperaturas sejam encontradas. A energia total transferida é encontrada por integração das expressões para a taxa no tempo da alteração de energia interna por unidade de comprimento:

{\displaystyle {\frac {dU_{1}}{dt}}=\int _{0}^{L}{\frac {du_{1}}{dt}}\,dx=J_{1}(T_{1L}-T_{10})=\gamma L({\overline {T}}_{2}-{\overline {T}}_{1})}{\frac {dU_{1}}{dt}}=\int _{0}^{L}{\frac {du_{1}}{dt}}\,dx=J_{1}(T_{{1L}}-T_{{10}})=\gamma L(\overline {T}_{2}-\overline {T}_{1})
{\displaystyle {\frac {dU_{2}}{dt}}=\int _{0}^{L}{\frac {du_{2}}{dt}}\,dx=J_{2}(T_{2L}-T_{20})=\gamma L({\overline {T}}_{1}-{\overline {T}}_{2}).}{\frac {dU_{2}}{dt}}=\int _{0}^{L}{\frac {du_{2}}{dt}}\,dx=J_{2}(T_{{2L}}-T_{{20}})=\gamma L(\overline {T}_{1}-\overline {T}_{2}).
Pela conservação da energia, a soma das duas energias é zero. A quantidade {\displaystyle {\overline {T}}_{2}-{\overline {T}}_{1}}\overline {T}_{2}-\overline {T}_{1} é conhecida como a diferença de temperatura média logarítmica é é uma medida da eficiência do trocador de calor em transferir energia térmica.

Na natureza
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Diversas estruturas dos seres vivos comportam-se como trocadores de calor. Estas diversas estruturas desenvolveram-se em forma e características no processo evolutivo com crescentes eficiências nos processos térmicos que controlam e nas trocas térmicas adequadas ao meio que promovem

Humanos
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Os pulmões humanos, assim como os de diversas espécies homeotermas como outros mamíferos e as aves, servem como um trocador de calor extremamente eficiente devido a sua grande razão de área de superfície por volume.[32] Em espécies que tem testículos externos (tais como os humanos e diversos mamíferos), como as artérias dos testículos são cercadas por uma malha de veias chamada de plexo pampiniforme. Isto esfria o sangue que dirige-se aos testículos, enquanto reaquece o sangue retornando ao corpo.[33][nota 2]

Elefantes
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As orelhas dos elefantes africanos são um exemplo de estrutura desenvolvida pelo processo evolutivo com vistas à refrigeração pela convecção forçada, especialmente quando abanam as orelhas, da corrente sanguínea, trocando calor com o ar, operando como trocador de calor líquido-ar em resfriamento do líquido.[34][35][36]

Aves, peixes, baleias
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Trocadores de calor em "contracorrente" ocorrem naturalmente no sistema circulatório de peixes e baleias. Artérias da pele transportando sangue quente são interligadas com as veias da pele transportando sangue frio, causando a troca de calor do sangue arterial quente com o sangue venoso frio. Isto reduz a perda de calor global em águas frias. Trocadores de calor estão presentes também na língua de baleias como grandes volumes de fluxo de água através de suas bocas.[37][38] Aves limícolas usam um sistema similar para limitar as perdas de calor de seus corpos através de suas pernas na água.

Animais pré-históricos
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O animais pré-históricos sinapsidas, como o Dimetrodon e o Edaphosaurus, possuiam "velas" nas costas que são hipoteticamente consideradas como tendo função de regulagem térmica.[39]

Ver também
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Entalpia
Arrefecimento gratuito
Recuperador de calor
Notas
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↑ Outros trocadores de calor, ou aeronaves Boeing 777 movidas por motores GE ou Pratt and Whitney, não são afetadas pelo problema.
↑ Na maioria dos mamíferos tais estruturas são necessárias para a maturação dos espermatozoides, que só se dá em temperatura ligeiramente menor que a interna do corpo.
Referências
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Ligações externas
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TROCADOR DE CALOR - www.demec.ufmg.br
Tah Wun Song; Condições de Processo num Trocador de Calor; EPUSP-E.E. Mauá
Heat Exchanger Tutorials (em inglês)
Specifying Heat Exchangers (em inglês)
Heat Exchanger Technology Overview (em inglês)
Shell and Tube Heat Exchanger Design Software for Educational Applications (PDF) (em inglês)
EU Pressure Equipment Guideline (em inglês)
A Thermal Management Concept For More Electric Aircraft Power System Application (PDF) (em inglês)
Mechanical design fundamentals for heat exchangers (em inglês)
Heat transfer fundamentals (em inglês)
Forum about heat exchangers (em inglês)
Stainless Steel Heat Exchanger (em inglês)
Process Screw Heat Exchanger (em inglês)
Performance Control of Air Cooled Heat Exchangers / Fin Fan Coolers (em inglês)
Open Cell Foam Heat Pump (em inglês)
Heat exchanger thermal design calculator application (em inglês)
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Trocador de energia térmica

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Predefinição:General Motors

2022-06-02T09:20:30Z

Calimero0000:

{{Navbox
|name = General Motors
|title = Marcas automotivas da [[General Motors|General Motors Corporation]]
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|imagem = [[ficheiro:General_Motors_2021_gloss.svg|56px|link=]]
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|group1 = Pertencendo na totalidade
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|lista1 = *[[Buick]]
*[[Cadillac (automóvel)|Cadillac]]
*[[Chevrolet]] ([[Chevrolet do Brasil|Brasil]])
*[[GMC]] ([[GMC Denali]]
*[[GMC Hummer EV]])
|grupo2 = Descontinuadas
|lista2 = *[[Acadian]] (1962–1971)
* Alpheon (2010-2015)
* [[Asüna]] (1992–1995)
* [[Beaumont (automóvel)|Beaumont]] (1966–1969)
* [[Bedford (automóvel)|Bedford]] (1930-1986)
*[[GM Daewoo|Daewoo]] (1999-2011)
* [[Elmore (automóvel)|Elmore]] (1893–1912)
* [[Envoy (automóvel)|Envoy]] (1959-1970)
* [[General Motors Diesel Division|GM Diesel]] (1938-2000)
* [[Geo]] (1989-1997)
* [[Holden]] (1948-2020)
* [[Hummer]] (1992-2010)
* [[LaSalle]] (1927–1940)
* [[Marquette (automóvel)|Marquette]] (1929–1930)
* McLaughlin (1918-1942)
* [[Oakland (automóvel)|Oakland]] (1907–1931)
* [[Oldsmobile]] (1897–2004)
* [[Passport (automóvel)|Passport]] (1988-1991)
* [[Pontiac (GM)|Pontiac]] (1926-2010)
* [[Ranger (automóvel)|Ranger]] (1968–1976)
* [[Saturn (automóvel)|Saturn]] (1985-2010)
* [[Scripps-Booth (automóvel)|Scripps-Booth]] (1913–1923)
* [[Sheridan (automóvel)|Sheridan]] (1920-1921)
* [[Statesman]] (1971–1984)
* [[Viking automobile|Viking]] (1929–1931)
* [[Welch-Detroit]] (1910-1911)
* [[Yellow Coach]] (1925–1943)
|grupo3 = Vendidas
|lista3 = *[[Lotus Cars|Lotus]] (1986-1993)
* [[Saab Automobile|Saab]] (1989-2010)
* [[Opel]] (1929-2017)
* [[Vauxhall]] (1925-2017)
}}

|group2 = Participação acionáriae [[Empreendimento conjunto|Joint ventures]]
|list2= {{Navbox|subgrupo
|grupo1 = Atuais
|lista1 = *[[FAW-GM|Jie Fang]] (50%)
* [[SAIC-GM-Wuling Automobile|SAIC-GM-Wuling]] (44%) ([[Wuling Motors|Wuling]]
* [[Baojun]])

|grupo2 = Antigas
|lista2 = *[[Fiat]] (2000–2005; até 20%)
*[[Isuzu]] (aprox. 1971–2006; até 49%)
*[[GM Uzbekistan|RAvon]] (2015-2020; 25%)
*[[Subaru]] (aprox. 1999–2006; 20%)
*[[Suzuki]] (1985–2008; até 15%)
*[[Grupo PSA|PSA Peugeot Citroën]] (2012-2013; ~7%)
*[[GM Uzbekistan|UzDaewoo]] (1992-2015; +50%)
}}

|below = [[ficheiro:Symbol_category_class.svg|16px|link=]] '''[[:Categoria:General Motors|Categoria]]'''
|}}<noinclude>
Ver tambem:
* {{tl|Chevrolet}}
* {{tl|Hummer}}
* {{tl|Opel}}

[[Categoria:!Predefinições sobre carros|General Motors]]
[[Categoria:General Motors|!]]

</noinclude>

Pontiac (automóveis)

2022-06-02T09:13:51Z

Calimero0000:

{{Info/Empresa
|nome_empresa = '''Pontiac'''
|logo_empresa = Pontiac logoflat.png
|tipo_empresa = Divisão da [[General Motors]]
|fundação = [[28 de dezembro]] de [[1925]]
|encerramento = [[31 de outubro]] de [[2010]]<ref>[https://www.mercurynews.com/2010/10/31/pontiac-maker-of-muscle-cars-ends-after-84-years/ Pontiac, maker of muscle cars, ends after 84 years] (31 de outubro de 2010). ''www.mercurynews.com''.</ref>
|sede = Estados Unidos, Detroit, Michigan
|página = [https://www.mycertifiedservice.com/locate-schedule-service pontiac.com]
|imagem =
}}

'''Pontiac''' foi uma marca de automóveis produzidos desde 1926 até 2010, que foram vendidos nos Estados Unidos, Canadá e México pela [[General Motors]].<ref>{{citar web | url=http://quatrorodas.abril.com.br/noticias/pontiac-tempest-e-lemans-dupla-dinamica/ | título=Quatro Rodas. Pontiac Tempest e LeMans: dupla dinâmica | publicado=Quatrorodas.abril.com.br }}</ref> A marca recebeu o nome do famoso [[Chefe Pontiac|chefe indígena]] da Odawa etnia ottawa, que também deu seu nome à cidade de Pontiac (Michigan), onde foram produzidos os primeiros carros da empresa.<ref>{{cite book|url= https://archive.org/details/bub_gb_MxXlKb9wIe0C|page=[https://archive.org/details/bub_gb_MxXlKb9wIe0C/page/n107 98]|quote=Pontiac general motors Ottawa chief. |title=Popular Mechanics |date=1 de abril de 2001 |access-date=18 de julho de 2021|via=Internet Archive}}</ref>

Era comercializada como uma marca "atlética" especializada em integrar o desempenho dos veículos. Em 2009 foi anunciado que a Pontiac iria ser fechada em 2010, a razão é que a marca possuía menos de 2% das vendas dos Estados Unidos.

== História ==
Fundada pela [[General Motors]] em 28 de dezembro de 1925, a Pontiac foi criada com a ideia de oferecer mais desempenho por menor preço, disponibilizando carros com motores de seis cilindros pelo mesmo preço dos concorrentes de apenas quatro cilindros.<ref>[https://www.uol.com.br/carros/ultnot/2009/05/01/ult634u3467.jhtm A história da Pontiac, ícone dos muscle cars sacrificado pela crise] (1 de maio de 2009). ''www.uol.com.br''. Consultado a 24 de julho de 2021.</ref> Em janeiro de 1926 apresentou seu primeiro modelo, o Pontiac 6-27 Series, no Salão do Automóvel de Nova Iorque.<ref>[https://www.caranddriver.com/features/a15387986/hold-the-excitement-pontiac-killed-by-gm/ Hold the Excitement: Pontiac Killed by GM] (28 de abril de 2009). ''www.caranddriver.com''. Consultado a 24 de julho de 2021.</ref> Apenas alguns anos depois de sua fundação, a Pontiac lançava um carro com 8 cilindros em linha, e mesmo assim, era mais barato que os V8 de outras marcas, embora não tivesse o desempenho como ponto forte, sendo pouco inferior de seus concorrentes mais caros. Para quem não tivesse condições de comprar um 8 em V, ficava a disposição o seu grande 8 cilindros em linha, que cumpria seu papel. A Pontiac daria bastante resultado mesmo a partir dos anos 40, quando a economia passou a ser um fator importante para o mundo. Foi nessa época que surgiu o primeiro público alvo da montadora; jovens com um bom poder aquisitivo.

Em 1956 a Pontiac mudaria seu foco, passando a fabricar carros com mais apelo esportivo, de perfil grande e baixo, e disponibilizando de motores V8. O grande ano que a empresa deu um pulo foi 1964, e o responsável por isso foi seu grande lançamento, o [[Pontiac GTO]], que foi, e ainda é, considerado o primeiro “[[Muscle car]]” da história, devido à sua aparência de linhas agressivas e sua grande potência. Três anos depois, em 1967, a Pontiac chegou de vez entre as principais marcas de esportivos da época, desta vez com o [[Pontiac Firebird|Firebird]], que se tornou o ícone da montadora.

Em tempos de crise, em meados dos anos 70, a Pontiac se obrigou a mudar seu foco de veículos, se adaptando a produzir modelos menores e económicos, fato que durou longos 9 anos, até a chegada da nova geração do Firebird em 1982, fazendo a montadora retornar ao segmento desportivo. Em 1984, as vendas dos carros da Pontiac aumentaram, devido a produção da série de TV ''[[Knight Rider]]'', que tinha como coprotagonista um Pontiac Firebird Trans Am totalmente equipado. Nesse mesmo ano, a Pontiac trazia o Fiero, fazendo com que as vendas aumentassem, pois o modelo apresentava bom preço agregado a bom desempenho.

Durante os anos 80 e 90, os modelos da Pontiac foram perdendo sua identidade aos poucos, e a marca passou a oferecer carros poucos atraentes, sendo muitos deles veículos derivados da General Motors. Um ano antes do desaparecimento da Pontiac, a empresa representava menos de 2% das vendas de automóveis nos EUA, ficando justificado seu fim, anunciado na segunda-feira, 27 de abril de 2009,<ref>[https://veja.abril.com.br/mundo/gm-anuncia-o-fim-da-marca-pontiac/ GM anuncia o fim da marca Pontiac] (27 de abril de 2009). ''Veja.abril.com.br''.</ref> durante o plano de reestruturação do grupo General Motors. O último carro da Pontiac, um G6 sedã de 4 portas, foi construído na [[linha de montagem]] da Orion Township em janeiro de 2010.<ref>{{citar web|url=http://www.nbcnews.com/id/34224218/ns/business-the_driver_seat/t/pontiac-hits-end-road-after-years/#.VDE9OFfCthR|título=Pontiac hits end of the road after 82 years|obra=Nbcnews.com|acessodata=23 de julho de 2021|data=3 de dezembro de 2009}}.</ref> A Pontiac foi uma das três marcas que a General Motors eliminou naquele ano; as outras duas foram [[Hummer]] e [[Saturn (automóveis)|Saturn]].

== Modelos ==
[[Imagem:Pontiac New Series 6-28 8230 4-Door Sport Sedan 1928.jpg|thumb|Pontiac New Series de 1928.]]
[[Imagem:1958 Pontiac Bonneville photo2.JPG|thumb|[[Pontiac Bonneville]] de 1958.]]
[[Ficheiro:Pontiac GTO 1966.jpg|miniaturadaimagem|Pontiac GTO de 1966.]]
[[Ficheiro:Pontiac Trans Am 1977.jpg|miniaturadaimagem|Pontiac Trans Am de 1977.]]
[[Ficheiro:1982 Pontiac Firebird Trans Am.jpg|miniaturadaimagem|Pontiac Firebird Trans Am de 1982, o mesmo utilizado na série ''[[Knight Rider]]''.]]
[[Ficheiro:2006 Pontiac GTO coupe 02.jpg|miniaturadaimagem|Pontiac GTO Coupe de 2006.]]
[[Ficheiro:2009.5 Pontiac G6 sedan.jpg|thumb|right|O G6 foi o último Pontiac fabricado pela General Motors (modelo 2009 mostrado na imagem).]]
*[[Pontiac Sunbird|Pontiac 2000 Sunbird]]
*[[Pontiac 6000]]
*[[Pontiac Acadian]]
*[[Pontiac Astre]]
*[[Pontiac Aztek]]
*[[Pontiac Bonneville]]
*[[Pontiac Catalina]]
*[[Pontiac Chieftain]]
*[[Pontiac Custom S]]
*[[Pontiac Executive]]
*[[Pontiac Fiero]]
*[[Pontiac Firebird]]
*[[Pontiac Firefly]]
*[[Pontiac G3]]
*[[Pontiac G4]]
*[[Pontiac G5]]
*[[Pontiac G6]]
*[[Pontiac Grand Am]]
*[[Pontiac Grand Prix]]
*[[Pontiac Grand Safari]]
*[[Pontiac Grand Ville]]
*[[Pontiac Grande Parisienne]]
*[[Pontiac GTO]]
*[[Pontiac Sunbird|Pontiac J2000]]
*[[Pontiac Laurentian]]
*[[Pontiac LeMans]]
*[[Pontiac Matiz]]
*[[Pontiac Matiz|Pontiac Matiz G2]]
*[[Pontiac Montana]]
*[[Pontiac Montana SV6]]
*[[Pontiac Parisienne]]
*[[Pontiac Pathfinder]]
*[[Pontiac Phoenix]]
*[[Pontiac G5|Pontiac Pursuit]]
* Pontiac Reageous
*[[Pontiac Safari]]
*[[Pontiac Silver Streak]]
*Pontiac Solstice
*[[Pontiac Star Chief]]
*[[Pontiac Star Chief|Pontiac Star Chief Executive]]
*[[Pontiac Strato Chief]]
*[[Pontiac Streamliner]]
*[[Pontiac Sunbird]]
*[[Pontiac Sunburst]]
*[[Pontiac Sunfire]]
*[[Pontiac Sunrunner]]
*[[Pontiac Super Chief]]
*[[Chevrolet Chevette|Pontiac T1000]]
*[[Pontiac Tempest]]
*[[Pontiac Torpedo]]
*[[Pontiac Torrent]]
*[[Pontiac Trans Am]]
*[[Pontiac Trans Sport]]
*[[Pontiac Ventura]]
*[[Pontiac Vibe]]
*[[Pontiac Wave]]

{{Referências}}

{{General Motors}}

[[Categoria:Pontiac| ]]
[[Categoria:Fabricantes de automóveis dos Estados Unidos]]
[[Categoria:Fabricantes de automóveis extintos dos Estados Unidos]]
[[Categoria:Empresas extintas em 2010]]

Pontiac (automóveis)

2022-06-02T09:11:00Z

Calimero0000:

{{Info/Empresa
|nome_empresa = '''Pontiac'''
|logo_empresa = Pontiac logoflat.png
|tipo_empresa = Divisão da [[General Motors]]
|fundação = [[28 de dezembro]] de [[1925]]
|encerramento = [[31 de outubro]] de [[2010]]<ref>[https://www.mercurynews.com/2010/10/31/pontiac-maker-of-muscle-cars-ends-after-84-years/ Pontiac, maker of muscle cars, ends after 84 years] (31 de outubro de 2010). ''www.mercurynews.com''.</ref>
|sede = Estados Unidos, Detroit, Michigan
|página = [https://www.mycertifiedservice.com/locate-schedule-service pontiac.com]
|imagem =
}}

'''Pontiac''' foi uma marca de automóveis produzidos desde 1926 até 2010, que foram vendidos nos Estados Unidos, Canadá e México pela [[General Motors]].<ref>{{citar web | url=http://quatrorodas.abril.com.br/noticias/pontiac-tempest-e-lemans-dupla-dinamica/ | título=Quatro Rodas. Pontiac Tempest e LeMans: dupla dinâmica | publicado=Quatrorodas.abril.com.br }}</ref> A marca recebeu o nome do famoso [[Chefe Pontiac|chefe indígena]] da [[Odawa|etnia ottawa]], que também deu seu nome à cidade de Pontiac (Michigan), onde foram produzidos os primeiros carros da empresa.<ref>{{cite book|url= https://archive.org/details/bub_gb_MxXlKb9wIe0C|page=[https://archive.org/details/bub_gb_MxXlKb9wIe0C/page/n107 98]|quote=Pontiac general motors Ottawa chief. |title=Popular Mechanics |date=1 de abril de 2001 |access-date=18 de julho de 2021|via=Internet Archive}}</ref>

Era comercializada como uma marca "atlética" especializada em integrar o desempenho dos veículos. Em 2009 foi anunciado que a Pontiac iria ser fechada em 2010, a razão é que a marca possuía menos de 2% das vendas dos Estados Unidos.

== História ==
Fundada pela [[General Motors]] em 28 de dezembro de 1925, a Pontiac foi criada com a ideia de oferecer mais desempenho por menor preço, disponibilizando carros com motores de seis cilindros pelo mesmo preço dos concorrentes de apenas quatro cilindros.<ref>[https://www.uol.com.br/carros/ultnot/2009/05/01/ult634u3467.jhtm A história da Pontiac, ícone dos muscle cars sacrificado pela crise] (1 de maio de 2009). ''www.uol.com.br''. Consultado a 24 de julho de 2021.</ref> Em janeiro de 1926 apresentou seu primeiro modelo, o Pontiac 6-27 Series, no Salão do Automóvel de Nova Iorque.<ref>[https://www.caranddriver.com/features/a15387986/hold-the-excitement-pontiac-killed-by-gm/ Hold the Excitement: Pontiac Killed by GM] (28 de abril de 2009). ''www.caranddriver.com''. Consultado a 24 de julho de 2021.</ref> Apenas alguns anos depois de sua fundação, a Pontiac lançava um carro com 8 cilindros em linha, e mesmo assim, era mais barato que os V8 de outras marcas, embora não tivesse o desempenho como ponto forte, sendo pouco inferior de seus concorrentes mais caros. Para quem não tivesse condições de comprar um 8 em V, ficava a disposição o seu grande 8 cilindros em linha, que cumpria seu papel. A Pontiac daria bastante resultado mesmo a partir dos anos 40, quando a economia passou a ser um fator importante para o mundo. Foi nessa época que surgiu o primeiro público alvo da montadora; jovens com um bom poder aquisitivo.

Em 1956 a Pontiac mudaria seu foco, passando a fabricar carros com mais apelo esportivo, de perfil grande e baixo, e disponibilizando de motores V8. O grande ano que a empresa deu um pulo foi 1964, e o responsável por isso foi seu grande lançamento, o [[Pontiac GTO]], que foi, e ainda é, considerado o primeiro “[[Muscle car]]” da história, devido à sua aparência de linhas agressivas e sua grande potência. Três anos depois, em 1967, a Pontiac chegou de vez entre as principais marcas de esportivos da época, desta vez com o [[Pontiac Firebird|Firebird]], que se tornou o ícone da montadora.

Em tempos de crise, em meados dos anos 70, a Pontiac se obrigou a mudar seu foco de veículos, se adaptando a produzir modelos menores e econômicos, fato que durou longos 9 anos, até a chegada da nova geração do Firebird em 1982, fazendo a montadora retornar ao segmento esportivo. Em 1984, as vendas dos carros da Pontiac aumentaram, devido a produção da série de TV ''[[Knight Rider]]'', que tinha como coprotagonista um Pontiac Firebird Trans Am totalmente equipado. Nesse mesmo ano, a Pontiac trazia o Fiero, fazendo com que as vendas aumentassem, pois o modelo apresentava bom preço agregado a bom desempenho.

Durante os anos 80 e 90, os modelos da Pontiac foram perdendo sua identidade aos poucos, e a marca passou a oferecer carros poucos atraentes, sendo muitos deles veículos derivados da General Motors. Um ano antes do desaparecimento da Pontiac, a empresa representava menos de 2% das vendas de automóveis nos EUA, ficando justificado seu fim, anunciado na segunda-feira, 27 de abril de 2009,<ref>[https://veja.abril.com.br/mundo/gm-anuncia-o-fim-da-marca-pontiac/ GM anuncia o fim da marca Pontiac] (27 de abril de 2009). ''Veja.abril.com.br''.</ref> durante o plano de reestruturação do grupo General Motors. O último carro da Pontiac, um G6 sedã de 4 portas, foi construído na [[linha de montagem]] da Orion Township em janeiro de 2010.<ref>{{citar web|url=http://www.nbcnews.com/id/34224218/ns/business-the_driver_seat/t/pontiac-hits-end-road-after-years/#.VDE9OFfCthR|título=Pontiac hits end of the road after 82 years|obra=Nbcnews.com|acessodata=23 de julho de 2021|data=3 de dezembro de 2009}}.</ref> A Pontiac foi uma das três marcas que a General Motors eliminou naquele ano; as outras duas foram [[Hummer]] e [[Saturn (automóveis)|Saturn]].

== Modelos ==
[[Imagem:Pontiac New Series 6-28 8230 4-Door Sport Sedan 1928.jpg|thumb|Pontiac New Series de 1928.]]
[[Imagem:1958 Pontiac Bonneville photo2.JPG|thumb|[[Pontiac Bonneville]] de 1958.]]
[[Ficheiro:Pontiac GTO 1966.jpg|miniaturadaimagem|Pontiac GTO de 1966.]]
[[Ficheiro:Pontiac Trans Am 1977.jpg|miniaturadaimagem|Pontiac Trans Am de 1977.]]
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[[Ficheiro:2009.5 Pontiac G6 sedan.jpg|thumb|right|O G6 foi o último Pontiac fabricado pela General Motors (modelo 2009 mostrado na imagem).]]
*[[Pontiac Sunbird|Pontiac 2000 Sunbird]]
*[[Pontiac 6000]]
*[[Pontiac Acadian]]
*[[Pontiac Astre]]
*[[Pontiac Aztek]]
*[[Pontiac Bonneville]]
*[[Pontiac Catalina]]
*[[Pontiac Chieftain]]
*[[Pontiac Custom S]]
*[[Pontiac Executive]]
*[[Pontiac Fiero]]
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*[[Pontiac Matiz|Pontiac Matiz G2]]
*[[Pontiac Montana]]
*[[Pontiac Montana SV6]]
*[[Pontiac Parisienne]]
*[[Pontiac Pathfinder]]
*[[Pontiac Phoenix]]
*[[Pontiac G5|Pontiac Pursuit]]
* Pontiac Reageous
*[[Pontiac Safari]]
*[[Pontiac Silver Streak]]
*Pontiac Solstice
*[[Pontiac Star Chief]]
*[[Pontiac Star Chief|Pontiac Star Chief Executive]]
*[[Pontiac Strato Chief]]
*[[Pontiac Streamliner]]
*[[Pontiac Sunbird]]
*[[Pontiac Sunburst]]
*[[Pontiac Sunfire]]
*[[Pontiac Sunrunner]]
*[[Pontiac Super Chief]]
*[[Chevrolet Chevette|Pontiac T1000]]
*[[Pontiac Tempest]]
*[[Pontiac Torpedo]]
*[[Pontiac Torrent]]
*[[Pontiac Trans Am]]
*[[Pontiac Trans Sport]]
*[[Pontiac Ventura]]
*[[Pontiac Vibe]]
*[[Pontiac Wave]]

{{Referências}}

{{General Motors}}

[[Categoria:Pontiac| ]]
[[Categoria:Fabricantes de automóveis dos Estados Unidos]]
[[Categoria:Fabricantes de automóveis extintos dos Estados Unidos]]
[[Categoria:Empresas extintas em 2010]]

Predefinição:Poluição

2022-06-02T02:50:03Z

Calimero0000: Criou a página com "{{Sidebar |name = Poluição |class = hlist |topimage = |title = Poluição |image = |caption = |heading1 = 20px Poluição atmosférica |content1 = * Chuva ácida * Índice de qualidade do ar * Modelização de dispersão atmosférica * CFC * Escurecimento global * Destilação global * Aquecimento global * Qualidade do ar interior * Buraco..."

{{Sidebar
|name = Poluição
|class = hlist
|topimage =
|title = [[Poluição]]
|image =
|caption =

|heading1 = [[Ficheiro:Factory.svg|20px]] [[Poluição atmosférica]]
|content1 =
* [[Chuva ácida]]
* [[Índice de qualidade do ar]]
* [[Modelização de dispersão atmosférica]]
* [[Clorofluorcarboneto|CFC]]
* [[Escurecimento global]]
* [[Destilação global]]
* [[Aquecimento global]]
* [[Qualidade do ar interior]]
* [[Buraco do ozono]]
* [[PM10]]
* [[Smog fotoquímico|Smog]]

|heading2 = [[Ficheiro:DIN_4844-2_D-P005.svg|20px]] [[Poluição da água]]
|content2 =
* [[Eutrofização]]
* [[Hipóxia (Ambiente)]]
* [[Poluição marinha]]
* [[Detritos marinhos]]
* [[Acidificação oceânica]]
* [[Maré negra]]
* [[Poluição por barcos]]
* [[Poluição térmica]]
* [[Águas residuais]]
* [[Qualidade da água]]

|heading3 = [[Ficheiro:GHS-pictogram-pollu.svg|20px]] [[Contaminação do solo]]
|content3 =
* [[Poluição do solo]]
* [[Biorremediação]]
* [[Herbicida]]
* [[Pesticida]]

|heading4 = [[Ficheiro:Fluegelrad.svg|20px]] [[Contaminação radioactiva]]
|content4 =
* [[Radioatividade ambiental]]
* [[Produtos da fissão]]
* [[Cinza nuclear]]
* [[Plutónio no ambiente]]
* [[Envenenamento radioativo]]
* [[Rádio no ambiente]]
* [[Urânio no ambiente]]

|heading5 = [[Ficheiro:Trash bin.png|20px]] Outros tipos de Poluição
|content5 =
* [[Poluição luminosa]]
* [[Poluição sonora]]
* [[Radiação electromagnética]]
* [[Poluição visual]]
}}<noinclude>
[[Categoria:!Predefinições de ambiente]]
[[Categoria:!Predefinições de caixas de navegação laterais]]
</noinclude>

Poluição

2022-06-02T02:48:26Z

Calimero0000: Criou a página com "{{Poluição}} Poluição gerada por uma fábrica. Por '''poluição''' entende-se a introdução pelo homem, direta ou indireta, de substâncias ou energia no ambiente, provocando um efeito negativo no seu equilíbrio, causando assim danos à saúde humana, aos seres vivos e aos ecossistemas.<ref> Peiry, Dr. K. Kummer. [http://www.ecoconsult.ch/uploads/1144-IEL_Slide4_Pollution-..."

{{Poluição}}
[[Ficheiro:Air pollution control rto.jpg|miniaturadaimagem|Poluição gerada por uma fábrica.]]
Por '''poluição''' entende-se a introdução pelo homem, direta ou indireta, de substâncias ou energia no [[meio ambiente|ambiente]], provocando um efeito negativo no seu equilíbrio, causando assim danos à [[saúde humana]], aos [[seres vivos]] e aos [[ecossistema]]s.<ref> Peiry, Dr. K. Kummer. [http://www.ecoconsult.ch/uploads/1144-IEL_Slide4_Pollution-hazwastes.pdf
Pollution and transboundary transfer of potentially hazardous substances: concepts. Pollution.Transboundary management
of hazardous substances]. UNSW, 2004</ref>

Os agentes de poluição, normalmente designados por '''poluentes''', podem ser de natureza [[química]], [[genética]], ou apresentar-se sob a forma de [[energia]], como nos casos de [[luz]], [[calor]] ou [[radiação]].

Mesmo produtos relativamente benignos da actividade humana podem ser considerados poluentes, se eles precipitarem efeitos negativos posteriormente. Os [[NOx|NOx]] ([[óxido]]s de [[azoto]]) produzidos pela [[indústria]], por exemplo, são frequentemente citados como poluidores, embora a própria [[substância]] libertada, por si só não seja prejudicial.

Poluente

2022-06-02T02:46:30Z

Calimero0000: Redirecionamento para Poluição

#REDIRECIONAMENTO [[Poluição]]

Predefinição:PEPB3

2022-06-02T02:44:17Z

Calimero0000: Criou a página com "<includeonly>{{Não converter |{{#if: {{{lk|}}} |}}}|{{{1|}}}}} (português europeu) ({{{2|}}} <nowiki>[</nowiki>português brasileiro]{{ #if:{{{3|}}}|, {{{3|}}} <nowiki>[</nowiki>português angolano]}})}}</includeonly><noinclude> {{Documentação}} {{PAGENAME}} </noinclude>"

<includeonly>{{Não converter
|{{#if: {{{lk|}}}
|[[{{{lk|}}}{{!}}{{{1|}}}]]|{{{1|}}}}} ([[português europeu]]) ({{{2|}}} <nowiki>[</nowiki>[[português brasileiro]]]{{
#if:{{{3|}}}|, {{{3|}}} <nowiki>[</nowiki>[[Português de Angola|português angolano]]]}})}}</includeonly><noinclude>
{{Documentação}}
[[Categoria:!Predefinições de variantes linguísticas nos países lusófonos|{{PAGENAME}}]]
</noinclude>

Injecção electrónica

2022-06-02T02:41:46Z

Calimero0000: Criou a página com "{{Info|imagem=Injector3.gif|legenda={{Big|Funcionamento da injeção eletrônica.}}}} A {{PEPB|injeção eletrónica|injeção eletrônica}} é um sistema de alimentação de combustível e gerenciamento {{PEPB3|lk=eletrónica|eletrónico|eletrônico}} do motor de um veículo automotor - motor a combustão. Sua utilização em larga escala se deve à necessidade de as indústrias de automóveis reduzirem o índice de emissão de gase..."

{{Info|imagem=Injector3.gif|legenda={{Big|Funcionamento da injeção eletrônica.}}}}
A {{PEPB|injeção eletrónica|injeção eletrônica}} é um sistema de alimentação de combustível e gerenciamento {{PEPB3|lk=eletrónica|eletrónico|eletrônico}} do motor de um veículo automotor - [[motor a combustão]]. Sua utilização em larga escala se deve à necessidade de as [[Indústria automobilística|indústrias de automóveis]] reduzirem o índice de emissão de gases [[poluente]]s. Esse sistema permite um controle mais eficaz da mistura admitida pelo motor, mantendo-a mais próxima da mistura [[estequiometria|estequiométrica]] (mistura [[ar]] / [[combustível]]).<ref>CAPELLI, A. Eletroeletrônica automotiva. São Paulo: èrica, 2010.</ref> Isso se traduz em maior economia de combustível, já que o motor trabalha sempre com a mistura adequada, e também melhora o desempenho do motor, basta lembrar a injeção eletrônica depende a existência de um motor que possui circuito eletrônico de controle automotivo, visto que é um sistema automatizado.

Tal economia e melhora do desempenho pode ser compreendida facilmente. A injeção eletrônica substituiu o [[carburador]] e trouxe maior fidedignidade, permitindo que o ar a ser misturado com o combustível seja melhor dosado, evitando afogamentos e também que a quantidade de combustível seja suficiente porém sem causar desperdícios para o motorista. Em outras palavras, a injeção eletrônica consegue adaptar a mistura de ar e combustível adequada para cada etapa ou ciclo de rotação do motor<ref>{{Citar web |ultimo=Delgado |primeiro=Cristian |url=https://arantescarinjecao.com.br/dicas/injecao-eletronica/ |titulo=O Que é Injeção Eletrônica - Conheça Suas 3 Vantagens |acessodata=2021-02-05 |lingua=pt-BR}}</ref>.

O sistema faz a leitura de diversos [[sensor]]es espalhados em pontos estratégicos do motor, examina as informações e manda sinais para o módulo de controle (ECM), que envia comandos para diversos [[atuador]]es espalhados em pontos estratégicos do motor. Esse procedimento é efetuado varias vezes por minuto com base nos movimentos da [[cambota]]. Em média, cada verificação de sensores leva em torno de dois segundos.

Ignição

2022-06-02T02:37:17Z

Calimero0000: Criou a página com "A '''ignição''' é um dispositivo que produz faíscas para fazer fogo. Os primeiros dispositivos de ignição obtinham sua energia da força dos músculos, mas outros usam a luz solar, a energia química, ou a eletricidade. ==Fricção== left Neste método, duas variedades diferentes da madeira são friccionadas vigorosamente juntas, criando o calor, e ateando fogo então. Uma faísca quente bastante para iluminar,..."

A '''ignição''' é um dispositivo que produz faíscas para fazer [[fogo]]. Os primeiros dispositivos de ignição obtinham sua energia da força dos músculos, mas outros usam a [[luz solar]], a [[energia química]], ou a [[eletricidade]].
==Fricção==
[[Imagem:Feuerreiben.gif|left]]
Neste método, duas variedades diferentes da madeira são friccionadas vigorosamente juntas, criando o [[calor]], e ateando fogo então. Uma [[faísca]] quente bastante para iluminar, é tudo que é estritamente necessário. É essencial usar madeiras apropriadas para as peças da base: mais secas e mais macias são as melhores. Fundir incentiva o progresso e a [[madeira]] pulverizada na relação ajuda também. O que não pode ser exagerado é o valor da paciência, da prática e da experiência.
==Percussão==
* [[Pirita]]
* [[Fogo-aço]]
==Compressão==
Aqui, o calor gerado comprimindo o ar é usado para criar uma faísca. Devido às dificuldades de fazer um pistão do fogo, esta técnica é também provável ser pouco prática na maioria das situações da sobrevivência.
==Luz Solar==
Um dos métodos de fazer fogo é usar uma lente ou um refletor (tal como um refletor da tocha/lanterna elétrica) para focalizar a energia do sol na mecha.
==Elétrico==
A eletricidade pode ser usada para criar um fogo qualquer, usando faíscas para incandear a mecha, ou usando o calor gerado da resistência elétrica. Uma bateria comum de lítio pode produzir bastante calor para começar um fogo se um fio, a parte de alumínio, ou o outro metal apropriado forem usados fechando um curto-circuito.
==Produto químico ==
Há milhares de combinações de produtos químicos que se inflamarão quando misturados juntos (alguns explosiva). Provavelmente o mais indicado para situações da sobrevivência é permanganato de potassio e glicerina ou açúcar. Os métodos químicos são prováveis de produzir um desperdício venenoso ou tóxico que deve ser contido até que a eliminação segura esteja possível.

[[Categoria:Fogo]]

Temperatura ambiente

2022-06-02T02:25:54Z

Calimero0000: Criou a página com "'''Temperatura ambiente''', em termos laboratoriais, é a temperatura situada entre 20 e 25 °C (de 68 a 77 °F ou de 293,15 a 298,15 K),<ref>{{Citar web |url=https://www.dictionary.com/browse/room-temperature |titulo=Definition of room temperature {{!}} Dictionary.com |acessodata=2020-10-26 |website=www.dictionary.com |lingua=en}}</ref> sendo o valor de 25 °C o mais referido. Também pode ser cons..."

'''Temperatura ambiente''', em termos [[laboratório|laboratoriais]], é a [[temperatura]] situada entre 20 e 25 [[Grau Celsius|°C]] (de 68 a 77 [[Grau Fahrenheit|°F]] ou de 293,15 a 298,15 [[kelvin|K]]),<ref>{{Citar web |url=https://www.dictionary.com/browse/room-temperature |titulo=Definition of room temperature {{!}} Dictionary.com |acessodata=2020-10-26 |website=www.dictionary.com |lingua=en}}</ref> sendo o valor de 25 °C o mais referido.

Também pode ser considerada como a temperatura do ar em um determinado local, medida por um [[termômetro]] de bulbo seco.

{{referências}}

{{esboço-química}}

[[Categoria:Climatologia]]
[[Categoria:Temperatura]]

Ar comprimido

2022-06-02T02:22:55Z

Calimero0000: Criou a página com "[[Compressor de ar com dois pistões em "V", estoca ar comprimido em seu botijão.]] '''Ar comprimido''' é o ar estocado em galões, cilindros ou botijões através de processos mecânicos para compressão e armazenamento de ar gerados por um compressor de ar, para outrora ter sua aplicação efetuada. Pode-se ter diversas formas de aquisição e aplicação. O ar comprimido é usado como gás de respiração pelos [..."

[[Ficheiro:Compressor3.jpg|thumb|right|250px|[[Compressor de ar]] com dois pistões em "V", estoca ar comprimido em seu botijão.]]
'''Ar comprimido''' é o ar estocado em galões, cilindros ou botijões através de processos mecânicos para compressão e armazenamento de ar gerados por um [[compressor de ar]], para outrora ter sua aplicação efetuada. Pode-se ter diversas formas de aquisição e aplicação.

O ar comprimido é usado como gás de respiração pelos [[mergulhadores subaquáticos]]. Pode ser transportado pelo mergulhador em alta pressão [[cilindro de mergulho]], ou [[mergulho fornecido pela superfície | fornecido a partir da superfície]] a pressão mais baixa através de uma [[linha de ar]] ou [[umbilical do mergulhador]].<ref name="US Navy Diving Manual 2016">{{citar livro|último =US Navy|primeiro =|título=U.S. Navy Diving Manual Revision 7 SS521-AG-PRO-010 0910-LP-115-1921|url=http://www.navsea.navy.mil/Portals/103/Documents/SUPSALV/Diving/US%20DIVING%20MANUAL_REV7.pdf?ver=2016-12-14-135043-757|data=1 de dezembro de 2016|publicado=US Naval Sea Systems Command|local=Washington, DC.|ref={{harvid|US Navy Diving Manual|2016}}|urlmorta= não|arquivourl=https://web.archive.org/web/20161228033101/http://www.navsea.navy.mil/Portals/103/Documents/SUPSALV/Diving/US%20DIVING%20MANUAL_REV7.pdf?ver=2016-12-14-135043-757|arquivodata=28 de dezembro de 2016|df=}}</ref>

Arranjos similares são usados em aparelhos de respiração usados por bombeiros, trabalhadores de resgate de minas e trabalhadores industriais em atmosferas perigosas.

Na Europa, 10% de todo o consumo industrial de eletricidade é para produzir ar comprimido - totalizando 80 [de terawatt / hora] de consumo por ano.<ref name="tekniikkatalous">{{citar web|url=http://www.tekniikkatalous.fi/energia/article218734.ece?s=u&wtm=tt-24022009 |título=Paineilma hukkaa 15 hiilivoimalan tuotannon |primeiro =Raili |último =Leino |data=24 de fevereiro de 2009 |língua=fi |urlmorta= não|arquivourl=https://web.archive.org/web/20110717044303/http://www.tekniikkatalous.fi/energia/article218734.ece?s=u&wtm=tt-24022009 |arquivodata=17 de julho de 2011 |df= }}</ref><ref name="fraunhofer">{{citar web|url= http://isi.fraunhofer.de/isi-de/publ/download/isi04p20/compressed-air-benchmarking.pdf |arquivourl= https://web.archive.org/web/20111224105715/http://isi.fraunhofer.de/isi-de/publ/download/isi04p20/compressed-air-benchmarking.pdf |urlmorta= sim|arquivodata= 2011-12-24 |título=Compressed Air System Audits and Benchmarking Results from the German Compressed Air Campaign "Druckluft effizient"}}</ref>

Bomba hidráulica

2022-06-02T02:17:06Z

Calimero0000:

[[Ficheiro:Jet pump.jpg|thumb|Uma pequena bomba com acionamento elétrico]]

Uma '''bomba hidráulica''' é um dispositivo que adiciona energia aos líquidos, tomando energia mecânica de um eixo, de uma haste ou de um outro fluido: [[ar comprimido]] e [[vapor d'água|vapor]] são os mais usuais. As formas de transmissão de energia podem ser: aumento de pressão, aumento de velocidade ou aumento de elevação – ou qualquer combinação destas formas de energia. Como consequência, facilita-se o movimento do líquido.<ref>ANSI/HI 9.1 – 9.5-2000, página 4 (em inglês).</ref> É geralmente aceito que o líquido possa ser uma mistura de líquidos e sólidos, nas quais a fase líquida prepondera.

Outras máquinas destinadas a adicionar energia aos fluidos na forma de vapor e gases só são chamadas de bombas apenas eventualmente. Como exemplos, há a [[bomba de vácuo]], destinada a esgotar ar e gases, e a [[bomba de ar]], destinada a encher [[pneu]]máticos, bolas de futebol, brinquedos e botes infláveis, etc. As máquinas que se destinam a manusear ar, gases ou vapores são normalmente chamadas pelos técnicos de [[ventilador|ventiladores ou ventoinhas]], [[soprador]]es ou [[compressor]]es.
== História ==
[[Ficheiro:Madrid Arqueologico - pompa idraulica 1030103.JPG|thumb|esquerda|upright|Bomba romana no Museu Arqueológico Nacional em Madri, Espanha]]
A primeira razão para o ser humano necessitar de uma bomba foi a agricultura. Embora a agricultura esteja em prática há mais de {{formatnum:10000}} anos, os primeiros registros que temos de irrigação são devidos aos egípcios. Inicialmente transportavam a água em potes, mas cerca de {{AC|1500|n}} apareceu a primeira máquina de elevação de água, a [[Picota (ferramenta)|picota]]. Posteriormente apareceram o [[sarilho]], usado para elevar um balde, a [[Nora (água)|nora]] e a [[roda persa]].<ref name="ReferenceA">Epaminondas Pio Correia Lima, Mecânica das Bombas, 2ª edição, Rio de Janeiro: Interciência, 2003</ref> Todas estas máquinas eram movidas por trabalho humano ou animal. O sarilho é empregado ainda hoje no abastecimento de água.

Um dos tipos mais antigos de bomba foi o [[Parafuso de Arquimedes]], empregado por [[Senaqueribe]], Rei da [[Assíria]], para a [[irrigação]] dos Jardins Suspensos da Babilônia e [[Nínive]], no século VII a.C. e posteriormente descritas em maior detalhe por [[Arquimedes]] no século III a.C.<ref>Stephanie Dalley and John Peter Oleson (January 2003). "Sennacherib, Archimedes, and the Water Screw: The Context of Invention in the Ancient World", ''Technology and Culture'' '''44''' (1)(em inglês).</ref> As bombas alternativas a pistão ou êmbolo já eram do conhecimento dos gregos e dos romanos. Ctesibius, por volta de 250 a.C., inventou uma bomba alternativa movida por uma roda d’água, construída por seu discípulo Hero de Alexandria.<ref name="ReferenceA"/> No [[Museu Arqueológico Nacional de Espanha]], em Madri, há uma bomba alternativa duplex, de acionamento manual, fabricada entre os séculos I e II d.C. Esta bomba foi encontrada na mina de Sotiel-Coronada en [[Calañas]], [[Andaluzia]], [[Espanha]]. No século XIII d.C., al-Jazari descreveu e ilustrou diversos tipos de bombas, entre outras, a bomba alternativa, o burrinho a vapor, a bomba de sucção e a bomba de pistão.<ref name=Jazari>[[Al-Jazari]], ''The Book of Knowledge of Ingenious Mechanical Devices : Kitáb fí ma'rifat al-hiyal al-handasiyya'', translated by P. Hill (1973). [[Springer Science+Business Media|Springer]].</ref><ref>Derek de Solla Price (1975). Review of [[al-Jazari|Ibn al-Razzaz al-Jazari]], ''The Book of Knowledge of Ingenious Mechanical Devices''. ''Technology and Culture'' '''16 (1), p. 81 (em inglês).</ref>

As bombas cinéticas, embora fruto de conceitos muito antigos, só vieram a ser construídas para uso real no início do século XIX. O inventor francês Denis Papin construiu uma "bomba de ar" em fins do século XVII, mas carecia de um acionador adequado. O nome deste aparelho, '''fole de Hesse''', é uma homenagem ao patrono de Papin à época, o príncipe de Hesse.
== Tipos ==
Classificamos as bombas em dois principais grupos: bombas de '''deslocamento positivo''' e bombas '''cinéticas'''. Seus nomes descrevem o método para mover o fluido.<ref>Edson Ezequiel de Mattos e Reinaldo de Falco, ''Bombas Industriais'' - 2a. ed. - Rio de Janeiro: Interciência, 1998.</ref>

=== Bombas de deslocamento positivo ===
[[Ficheiro:Wasserwerk pumpe01.jpg|thumb|Um grande grupo eletrobomba para [[sistema de abastecimento de água]] próximo ao lago [[Hengstey]], [[Alemanha]]]]

Uma bomba de deslocamento positivo faz o fluido se mover isolando um volume determinado deste e aplicando força (deslocando) aquele volume isolado para o bocal de descarga. Estas bombas também são conhecidas como '''bombas volumétricas'''. Uma bomba de deslocamento positivo pode ser classificada como:
* '''bomba alternativa''', ou
* '''bomba rotativa'''.
* uma [[bomba de anel líquido]] - este tipo é mais usado para produzir vácuo ou comprimir gases.

==== Bombas alternativas ====
As bombas alternativas usam um arranjo de diafragma, pistão ou êmbolo e cilindro, com válvulas de sucção e descarga integradas na bomba. Bombas desta categoria variam de monocilíndricas (chamadas de ''simplex''), chegando em certos casos até nove cilindros. A maioria das bombas alternativas são de dois (''duplex'') ou três (''triplex'') cilindros. Além disto, podem ser de ''ação simples'', onde o cursos de sucção e descarga são independentes ou de ''ação dupla'', succionando e descarregando em ambos os sentidos. As bombas podem ser movidas diretamente a ar comprimido, a vapor ou através de um mecanismo biela-manivela, este acionado por um motor elétrico, de combustão interna através de polias e correias, engrenagens ou mesmo com acionamento direto. Estas bombas foram largamente empregadas no início da era industrial, no século XIX, como bombas de alimentação de caldeiras. Embora sejam usadas ainda hoje, as bombas alternativas são mais empregadas para o bombeamento de líquidos altamente viscosos, incluindo concreto e petróleo.

[[Ficheiro:Pump-tah.jpg|thumb|esquerda|upright|Bomba manual de água, de deslocamento positivo, alternativa, instalada em [[Košice]]-[[Ťahanovce]], [[Eslováquia]]]]

Por questões hidráulicas, as bombas alternativas tendem a apresentar números ímpares de pistões ou êmbolos, sendo a única exceção o número 2. Portanto, a classificação de número de êmbolos ou pistões costuma ser:
* '''simplex''' para bombas com um único êmbolo ou pistão,
* '''duplex''' para bombas com dois êmbolos ou pistões,
* '''triplex''' para bombas com três êmbolos ou pistões,
* '''quintuplex''' para bombas com cinco êmbolos ou pistões,
* '''septuplex''' para bombas com sete êmbolos ou pistões (rara),
* '''nonuplex''' para bombas com nove êmbolos ou pistões (rara).

===== Bombas de diafragma movidas a ar comprimido =====
Uma aplicação moderna de bombas de deslocamento positivo são as bombas de [[Diafragma (dispositivo mecânico)|diafragma]]. Sendo movidas a ar comprimido, seu conceito de projeto é intrinsecamente seguro, embora os fabricantes ofereçam modelos com certificação ATEX para atender aos requisitos da indústria. São frequentemente empregadas em todas as indústrias. Seu custo é relativamente acessível e podem ser empregadas para esgotar água de diques de contenção até o bombeio de ácido clorídrico de tanques de armazenagem (dependendo dos materiais do qual a bomba é fabricada - elastômeros e materiais de construção do corpo). A sucção é geralmente limitada a uma elevação de cerca de 6 metros, mas atende aos mais diversos níveis de elevação na descarga.

==== Bombas rotativas ====
[[Ficheiro:Drehkolbenpumpe.jpg|thumb|Uma [[bomba de lóbulos]]]]
As bombas rotativas isolam um volume de fluido e o transportam de uma zona de baixa pressão para uma zona de alta pressão. A característica comum é o acionamento através de um eixo que gira.

===== Bomba de engrenagens =====
Uma das construções usuais para estas bombas é a [[bomba de engrenagens]], onde um par de engrenagens gira dentro de uma carcaça com pequena folga entre o externo da engrenagem e o interior da carcaça. O fluido ocupa o espaço entre dois dentes e é transportado da área de sucção para a área de descarga. O que impede o fluido de retornar entre os dentes da engrenagem para a sucção é exatamente o dente da outra engrenagem, que ocupa o espaço entre os dentes.

===== Bombas de parafusos =====
[[Ficheiro:Gemaal de Leyens.jpg|thumb|Bomba tipo Parafuso de Arquimedes - estação De Leyens, Zoetermeer, [[Holanda]]]]
Há diversos tipos de bombas de dois parafusos, sendo as bombas de um parafuso também chamadas bombas de cavidade progressiva. O parafuso de Arquimedes pode ser assim classificado. Há outros tipos de bombas de parafuso com 2 e 3 parafusos, trabalhando dentro de uma carcaça com pequenas folgas para o externo destes parafusos.

=== Bombas cinéticas ===
As bombas cinéticas fornecem energia continuamente a um fluido que escoa pelo interior dos elementos da bomba. Esta transmissão de energia é frequentemente realizada por uma peça dotada de palhetas que recebe energia mecânica de um eixo e onde as palhetas impulsionam o fluido, transferindo energia hidráulica. As bombas cinéticas são também chamadas bombas rotodinâmicas e turbobombas.
Há diversas formas de bombas cinéticas. Entre elas, há as '''bombas centrífugas''', '''bombas de fluxo misto''', as '''bombas axiais''', as '''bombas regenerativas''' e as '''bombas de carcaça rotativa''' ou '''bombas de tubo Pitot'''. Todas elas transmitem energia ao fluido empregando a conversão de energia mecânica em energia cinética, podendo ser esta convertida em energia de pressão ou energia potencial. As principais características das bombas cinéticas são:

* Adição contínua de energia ao fluido,
* Conversão da energia transferida em [[energia]] cinética (um aumento da velocidade),
* Conversão da velocidade adquirida em um aumento de pressão,
* Conversão de pressão em energia potencial de posição (em algumas bombas),
== Aplicações ==
Bombas sempre foram usadas em muitos pontos na sociedade para uma grande variedade de propósitos. Há muito tempo, as aplicações incluíam o uso de [[cata-vento]]s ou [[roda de água|rodas d'água]] no bombeio de água para o consumo humano, para a irrigação ou para o consumo animal. No presente, usamos bombas para irrigação, para [[água potável|abastecimento de água]] corrente, abastecimento de gasolina e outros combustíveis, sistemas de [[condicionamento de ar]], [[refrigeração]], movimentação de produtos químicos, movimentação de [[esgoto|águas servidas]], combate a enchentes, serviços em embarcações, etc.
Por causa da grande variedade de aplicações, as bombas apresentam uma variedade extrema de formas e tamanho: de muito grandes a muito pequenas, do manuseio de líquidos e de misturas de líquido e sólidos, de pressões altas e baixas, de vazão ou caudal pequenos e grandes.
As bombas de líquidos e de misturas de líquido e sólidos podem perder escorva e pode ser necessária a escorva da bomba, que é encher a carcaça e as tubulações de sucção antes de iniciar o bombeio. A perda de escorva é geralmente devida à entrada de ar no interior da bomba ou da tubulação de sucção. As folgas de operação e os princípios de funcionamento das bombas usadas para líquidos faz com que, quando bombeiam vapores ou gases, não possam deslocar o ar, vapor ou gás devido à densidade muitas vezes menor destes fluidos. Também existem [[bomba de bicicleta|bombas]] específicas para encher pneus de bicicleta.
== Especificações ==
As bombas são usualmente selecionadas pela [[potência]] expressa em kW ou HP, vazão ou caudal, pressão de descarga e pressão de sucção. Nas bombas cinéticas, é usual expressar a pressão em altura de coluna do líquido bombeado, dada a forma como a conversão de energia se processa. A altura de coluna pode ser fisicamente materializada por uma coluna vertical de líquido em equilíbrio com a atmosfera.
== Bombas no abastecimento público de água ==
No passado distante, era comum a extração de água por meio de bombas manuais instaladas sobre um poço, onde as pessoas poderiam extrair água para seu consumo. Isto era mais comum antes das residências disporem de água canalizada.
Destas bombas ficou a expressão inglesa "''parish pump''" para o tipo de assunto que, no passado, as pessoas conversavam ao ir apanhar água; também significa "assunto de interesse puramente local". Como a água destas bombas é mais sujeita à contaminação, já que é extraída diretamente do solo e não sofre qualquer filtração, torna-se mais provável a ocorrência de doenças gastrointestinais.
Hoje em dia, as bombas manuais de extração de água ainda são a opção de abastecimento de água de baixo custo mais sustentável em locais pobres, mais frequentes em áreas rurais nos países em desenvolvimento. Uma bomba manual permite o acesso a água de subsolo que frequentemente é menos poluída e reduz as possibilidades de contaminação se comparada à extração tradicional através de baldes. Bombas como a Afridev são concebidas para serem de construção e de instalação de baixo custo e fáceis de manter com peças simples. No entanto, a escassez de peças para este tipo de bombas em algumas regiões a torna menos útil nestas áreas.
== Bombas no abastecimento público de água ==
No passado distante, era comum a extração de água por meio de bombas manuais instaladas sobre um poço, onde as pessoas poderiam extrair água para seu consumo. Isto era mais comum antes das residências disporem de água canalizada.
Destas bombas ficou a expressão inglesa "''parish pump''" para o tipo de assunto que, no passado, as pessoas conversavam ao ir apanhar água; também significa "assunto de interesse puramente local". Como a água destas bombas é mais sujeita à contaminação, já que é extraída diretamente do solo e não sofre qualquer filtração, torna-se mais provável a ocorrência de doenças gastrointestinais.
Hoje em dia, as bombas manuais de extração de água ainda são a opção de abastecimento de água de baixo custo mais sustentável em locais pobres, mais frequentes em áreas rurais nos países em desenvolvimento. Uma bomba manual permite o acesso a água de subsolo que frequentemente é menos poluída e reduz as possibilidades de contaminação se comparada à extração tradicional através de baldes. Bombas como a Afridev são concebidas para serem de construção e de instalação de baixo custo e fáceis de manter com peças simples. No entanto, a escassez de peças para este tipo de bombas em algumas regiões a torna menos útil nestas áreas.
== Galeria ==
<gallery>
Image:Gemaal.JPG|Bomba alternativa do {{séc|XIX}} em [[Rijswijk]], [[Holanda]]
Image:CentralHeatingPump.JPG|Bomba doméstica de calefação central
Image:Rotary_piston_pump.svg|Uma bomba de dois lobos (de deslocamento positivo, rotativa)
Image:Petrobrás-cavalo-mecânico-3.jpg|Bomba alternativa para poço de petróleo
</gallery>

{{Referências}}

{{Commonscat|Pumps|Bombas hidráulicas}}
{{Controle de autoridade}}

[[Categoria:Mecânica de fluidos]]

Bomba hidráulica

2022-06-02T02:14:03Z

Calimero0000:

[[Ficheiro:Jet pump.jpg|thumb|Uma pequena bomba com acionamento elétrico]]

Uma '''bomba hidráulica''' é um dispositivo que adiciona energia aos líquidos, tomando energia mecânica de um eixo, de uma haste ou de um outro fluido: [[ar comprimido]] e [[vapor d'água|vapor]] são os mais usuais. As formas de transmissão de energia podem ser: aumento de pressão, aumento de velocidade ou aumento de elevação – ou qualquer combinação destas formas de energia. Como consequência, facilita-se o movimento do líquido.<ref>ANSI/HI 9.1 – 9.5-2000, página 4 (em inglês).</ref> É geralmente aceito que o líquido possa ser uma mistura de líquidos e sólidos, nas quais a fase líquida prepondera.

Outras máquinas destinadas a adicionar energia aos fluidos na forma de vapor e gases só são chamadas de bombas apenas eventualmente. Como exemplos, há a [[bomba de vácuo]], destinada a esgotar ar e gases, e a [[bomba de ar]], destinada a encher [[pneu]]máticos, bolas de futebol, brinquedos e botes infláveis, etc. As máquinas que se destinam a manusear ar, gases ou vapores são normalmente chamadas pelos técnicos de [[ventilador|ventiladores ou ventoinhas]], [[soprador]]es ou [[compressor]]es.
== Tipos ==
Classificamos as bombas em dois principais grupos: bombas de '''deslocamento positivo''' e bombas '''cinéticas'''. Seus nomes descrevem o método para mover o fluido.<ref>Edson Ezequiel de Mattos e Reinaldo de Falco, ''Bombas Industriais'' - 2a. ed. - Rio de Janeiro: Interciência, 1998.</ref>

=== Bombas de deslocamento positivo ===
[[Ficheiro:Wasserwerk pumpe01.jpg|thumb|Um grande grupo eletrobomba para [[sistema de abastecimento de água]] próximo ao lago [[Hengstey]], [[Alemanha]]]]

Uma bomba de deslocamento positivo faz o fluido se mover isolando um volume determinado deste e aplicando força (deslocando) aquele volume isolado para o bocal de descarga. Estas bombas também são conhecidas como '''bombas volumétricas'''. Uma bomba de deslocamento positivo pode ser classificada como:
* '''bomba alternativa''', ou
* '''bomba rotativa'''.
* uma [[bomba de anel líquido]] - este tipo é mais usado para produzir vácuo ou comprimir gases.

==== Bombas alternativas ====
As bombas alternativas usam um arranjo de diafragma, pistão ou êmbolo e cilindro, com válvulas de sucção e descarga integradas na bomba. Bombas desta categoria variam de monocilíndricas (chamadas de ''simplex''), chegando em certos casos até nove cilindros. A maioria das bombas alternativas são de dois (''duplex'') ou três (''triplex'') cilindros. Além disto, podem ser de ''ação simples'', onde o cursos de sucção e descarga são independentes ou de ''ação dupla'', succionando e descarregando em ambos os sentidos. As bombas podem ser movidas diretamente a ar comprimido, a vapor ou através de um mecanismo biela-manivela, este acionado por um motor elétrico, de combustão interna através de polias e correias, engrenagens ou mesmo com acionamento direto. Estas bombas foram largamente empregadas no início da era industrial, no século XIX, como bombas de alimentação de caldeiras. Embora sejam usadas ainda hoje, as bombas alternativas são mais empregadas para o bombeamento de líquidos altamente viscosos, incluindo concreto e petróleo.

[[Ficheiro:Pump-tah.jpg|thumb|esquerda|upright|Bomba manual de água, de deslocamento positivo, alternativa, instalada em [[Košice]]-[[Ťahanovce]], [[Eslováquia]]]]

Por questões hidráulicas, as bombas alternativas tendem a apresentar números ímpares de pistões ou êmbolos, sendo a única exceção o número 2. Portanto, a classificação de número de êmbolos ou pistões costuma ser:
* '''simplex''' para bombas com um único êmbolo ou pistão,
* '''duplex''' para bombas com dois êmbolos ou pistões,
* '''triplex''' para bombas com três êmbolos ou pistões,
* '''quintuplex''' para bombas com cinco êmbolos ou pistões,
* '''septuplex''' para bombas com sete êmbolos ou pistões (rara),
* '''nonuplex''' para bombas com nove êmbolos ou pistões (rara).

===== Bombas de diafragma movidas a ar comprimido =====
Uma aplicação moderna de bombas de deslocamento positivo são as bombas de [[Diafragma (dispositivo mecânico)|diafragma]]. Sendo movidas a ar comprimido, seu conceito de projeto é intrinsecamente seguro, embora os fabricantes ofereçam modelos com certificação ATEX para atender aos requisitos da indústria. São frequentemente empregadas em todas as indústrias. Seu custo é relativamente acessível e podem ser empregadas para esgotar água de diques de contenção até o bombeio de ácido clorídrico de tanques de armazenagem (dependendo dos materiais do qual a bomba é fabricada - elastômeros e materiais de construção do corpo). A sucção é geralmente limitada a uma elevação de cerca de 6 metros, mas atende aos mais diversos níveis de elevação na descarga.

==== Bombas rotativas ====
[[Ficheiro:Drehkolbenpumpe.jpg|thumb|Uma [[bomba de lóbulos]]]]
As bombas rotativas isolam um volume de fluido e o transportam de uma zona de baixa pressão para uma zona de alta pressão. A característica comum é o acionamento através de um eixo que gira.

===== Bomba de engrenagens =====
Uma das construções usuais para estas bombas é a [[bomba de engrenagens]], onde um par de engrenagens gira dentro de uma carcaça com pequena folga entre o externo da engrenagem e o interior da carcaça. O fluido ocupa o espaço entre dois dentes e é transportado da área de sucção para a área de descarga. O que impede o fluido de retornar entre os dentes da engrenagem para a sucção é exatamente o dente da outra engrenagem, que ocupa o espaço entre os dentes.

===== Bombas de parafusos =====
[[Ficheiro:Gemaal de Leyens.jpg|thumb|Bomba tipo Parafuso de Arquimedes - estação De Leyens, Zoetermeer, [[Holanda]]]]
Há diversos tipos de bombas de dois parafusos, sendo as bombas de um parafuso também chamadas bombas de cavidade progressiva. O parafuso de Arquimedes pode ser assim classificado. Há outros tipos de bombas de parafuso com 2 e 3 parafusos, trabalhando dentro de uma carcaça com pequenas folgas para o externo destes parafusos.

=== Bombas cinéticas ===
As bombas cinéticas fornecem energia continuamente a um fluido que escoa pelo interior dos elementos da bomba. Esta transmissão de energia é frequentemente realizada por uma peça dotada de palhetas que recebe energia mecânica de um eixo e onde as palhetas impulsionam o fluido, transferindo energia hidráulica. As bombas cinéticas são também chamadas bombas rotodinâmicas e turbobombas.
Há diversas formas de bombas cinéticas. Entre elas, há as '''bombas centrífugas''', '''bombas de fluxo misto''', as '''bombas axiais''', as '''bombas regenerativas''' e as '''bombas de carcaça rotativa''' ou '''bombas de tubo Pitot'''. Todas elas transmitem energia ao fluido empregando a conversão de energia mecânica em energia cinética, podendo ser esta convertida em energia de pressão ou energia potencial. As principais características das bombas cinéticas são:

* Adição contínua de energia ao fluido,
* Conversão da energia transferida em [[energia]] cinética (um aumento da velocidade),
* Conversão da velocidade adquirida em um aumento de pressão,
* Conversão de pressão em energia potencial de posição (em algumas bombas),
== Aplicações ==
Bombas sempre foram usadas em muitos pontos na sociedade para uma grande variedade de propósitos. Há muito tempo, as aplicações incluíam o uso de [[cata-vento]]s ou [[roda de água|rodas d'água]] no bombeio de água para o consumo humano, para a irrigação ou para o consumo animal. No presente, usamos bombas para irrigação, para [[água potável|abastecimento de água]] corrente, abastecimento de gasolina e outros combustíveis, sistemas de [[condicionamento de ar]], [[refrigeração]], movimentação de produtos químicos, movimentação de [[esgoto|águas servidas]], combate a enchentes, serviços em embarcações, etc.
Por causa da grande variedade de aplicações, as bombas apresentam uma variedade extrema de formas e tamanho: de muito grandes a muito pequenas, do manuseio de líquidos e de misturas de líquido e sólidos, de pressões altas e baixas, de vazão ou caudal pequenos e grandes.
As bombas de líquidos e de misturas de líquido e sólidos podem perder escorva e pode ser necessária a escorva da bomba, que é encher a carcaça e as tubulações de sucção antes de iniciar o bombeio. A perda de escorva é geralmente devida à entrada de ar no interior da bomba ou da tubulação de sucção. As folgas de operação e os princípios de funcionamento das bombas usadas para líquidos faz com que, quando bombeiam vapores ou gases, não possam deslocar o ar, vapor ou gás devido à densidade muitas vezes menor destes fluidos. Também existem [[bomba de bicicleta|bombas]] específicas para encher pneus de bicicleta.
== Especificações ==
As bombas são usualmente selecionadas pela [[potência]] expressa em kW ou HP, vazão ou caudal, pressão de descarga e pressão de sucção. Nas bombas cinéticas, é usual expressar a pressão em altura de coluna do líquido bombeado, dada a forma como a conversão de energia se processa. A altura de coluna pode ser fisicamente materializada por uma coluna vertical de líquido em equilíbrio com a atmosfera.
== Bombas no abastecimento público de água ==
No passado distante, era comum a extração de água por meio de bombas manuais instaladas sobre um poço, onde as pessoas poderiam extrair água para seu consumo. Isto era mais comum antes das residências disporem de água canalizada.
Destas bombas ficou a expressão inglesa "''parish pump''" para o tipo de assunto que, no passado, as pessoas conversavam ao ir apanhar água; também significa "assunto de interesse puramente local". Como a água destas bombas é mais sujeita à contaminação, já que é extraída diretamente do solo e não sofre qualquer filtração, torna-se mais provável a ocorrência de doenças gastrointestinais.
Hoje em dia, as bombas manuais de extração de água ainda são a opção de abastecimento de água de baixo custo mais sustentável em locais pobres, mais frequentes em áreas rurais nos países em desenvolvimento. Uma bomba manual permite o acesso a água de subsolo que frequentemente é menos poluída e reduz as possibilidades de contaminação se comparada à extração tradicional através de baldes. Bombas como a Afridev são concebidas para serem de construção e de instalação de baixo custo e fáceis de manter com peças simples. No entanto, a escassez de peças para este tipo de bombas em algumas regiões a torna menos útil nestas áreas.
== Bombas no abastecimento público de água ==
No passado distante, era comum a extração de água por meio de bombas manuais instaladas sobre um poço, onde as pessoas poderiam extrair água para seu consumo. Isto era mais comum antes das residências disporem de água canalizada.
Destas bombas ficou a expressão inglesa "''parish pump''" para o tipo de assunto que, no passado, as pessoas conversavam ao ir apanhar água; também significa "assunto de interesse puramente local". Como a água destas bombas é mais sujeita à contaminação, já que é extraída diretamente do solo e não sofre qualquer filtração, torna-se mais provável a ocorrência de doenças gastrointestinais.
Hoje em dia, as bombas manuais de extração de água ainda são a opção de abastecimento de água de baixo custo mais sustentável em locais pobres, mais frequentes em áreas rurais nos países em desenvolvimento. Uma bomba manual permite o acesso a água de subsolo que frequentemente é menos poluída e reduz as possibilidades de contaminação se comparada à extração tradicional através de baldes. Bombas como a Afridev são concebidas para serem de construção e de instalação de baixo custo e fáceis de manter com peças simples. No entanto, a escassez de peças para este tipo de bombas em algumas regiões a torna menos útil nestas áreas.
== Galeria ==
<gallery>
Image:Gemaal.JPG|Bomba alternativa do {{séc|XIX}} em [[Rijswijk]], [[Holanda]]
Image:CentralHeatingPump.JPG|Bomba doméstica de calefação central
Image:Rotary_piston_pump.svg|Uma bomba de dois lobos (de deslocamento positivo, rotativa)
Image:Petrobrás-cavalo-mecânico-3.jpg|Bomba alternativa para poço de petróleo
</gallery>

{{Referências}}

{{Commonscat|Pumps|Bombas hidráulicas}}
{{Controle de autoridade}}

[[Categoria:Mecânica de fluidos]]

Bomba hidráulica

2022-06-02T02:07:49Z

Calimero0000:

[[Ficheiro:Jet pump.jpg|thumb|Uma pequena bomba com acionamento elétrico]]

Uma '''bomba hidráulica''' é um dispositivo que adiciona energia aos líquidos, tomando energia mecânica de um eixo, de uma haste ou de um outro fluido: [[ar comprimido]] e [[vapor d'água|vapor]] são os mais usuais. As formas de transmissão de energia podem ser: aumento de pressão, aumento de velocidade ou aumento de elevação – ou qualquer combinação destas formas de energia. Como consequência, facilita-se o movimento do líquido.<ref>ANSI/HI 9.1 – 9.5-2000, página 4 (em inglês).</ref> É geralmente aceito que o líquido possa ser uma mistura de líquidos e sólidos, nas quais a fase líquida prepondera.

Outras máquinas destinadas a adicionar energia aos fluidos na forma de vapor e gases só são chamadas de bombas apenas eventualmente. Como exemplos, há a [[bomba de vácuo]], destinada a esgotar ar e gases, e a [[bomba de ar]], destinada a encher [[pneu]]máticos, bolas de futebol, brinquedos e botes infláveis, etc. As máquinas que se destinam a manusear ar, gases ou vapores são normalmente chamadas pelos técnicos de [[ventilador|ventiladores ou ventoinhas]], [[soprador]]es ou [[compressor]]es.
{{Ver desambig||Bomba (desambiguação)}}
{{Mais fontes|Este artigo|tec|data=novembro de 2019}}
[[Ficheiro:Jet pump.jpg|thumb|Uma pequena bomba com acionamento elétrico]]

Uma '''bomba hidráulica''' é um dispositivo que adiciona energia aos líquidos, tomando energia mecânica de um eixo, de uma haste ou de um outro fluido: [[ar comprimido]] e [[vapor d'água|vapor]] são os mais usuais. As formas de transmissão de energia podem ser: aumento de pressão, aumento de velocidade ou aumento de elevação – ou qualquer combinação destas formas de energia. Como consequência, facilita-se o movimento do líquido.<ref>ANSI/HI 9.1 – 9.5-2000, página 4 (em inglês).</ref> É geralmente aceito que o líquido possa ser uma mistura de líquidos e sólidos, nas quais a fase líquida prepondera.

Outras máquinas destinadas a adicionar energia aos fluidos na forma de vapor e gases só são chamadas de bombas apenas eventualmente. Como exemplos, há a [[bomba de vácuo]], destinada a esgotar ar e gases, e a [[bomba de ar]], destinada a encher [[pneu]]máticos, bolas de futebol, brinquedos e botes infláveis, etc. As máquinas que se destinam a manusear ar, gases ou vapores são normalmente chamadas pelos técnicos de [[ventilador|ventiladores ou ventoinhas]], [[soprador]]es ou [[compressor]]es.
== Tipos ==
Classificamos as bombas em dois principais grupos: bombas de '''deslocamento positivo''' e bombas '''cinéticas'''. Seus nomes descrevem o método para mover o fluido.<ref>Edson Ezequiel de Mattos e Reinaldo de Falco, ''Bombas Industriais'' - 2a. ed. - Rio de Janeiro: Interciência, 1998.</ref>

=== Bombas de deslocamento positivo ===
[[Ficheiro:Wasserwerk pumpe01.jpg|thumb|Um grande grupo eletrobomba para [[sistema de abastecimento de água]] próximo ao lago [[Hengstey]], [[Alemanha]]]]

Uma bomba de deslocamento positivo faz o fluido se mover isolando um volume determinado deste e aplicando força (deslocando) aquele volume isolado para o bocal de descarga. Estas bombas também são conhecidas como '''bombas volumétricas'''. Uma bomba de deslocamento positivo pode ser classificada como:
* '''bomba alternativa''', ou
* '''bomba rotativa'''.
* uma [[bomba de anel líquido]] - este tipo é mais usado para produzir vácuo ou comprimir gases.

==== Bombas alternativas ====
As bombas alternativas usam um arranjo de diafragma, pistão ou êmbolo e cilindro, com válvulas de sucção e descarga integradas na bomba. Bombas desta categoria variam de monocilíndricas (chamadas de ''simplex''), chegando em certos casos até nove cilindros. A maioria das bombas alternativas são de dois (''duplex'') ou três (''triplex'') cilindros. Além disto, podem ser de ''ação simples'', onde o cursos de sucção e descarga são independentes ou de ''ação dupla'', succionando e descarregando em ambos os sentidos. As bombas podem ser movidas diretamente a ar comprimido, a vapor ou através de um mecanismo biela-manivela, este acionado por um motor elétrico, de combustão interna através de polias e correias, engrenagens ou mesmo com acionamento direto. Estas bombas foram largamente empregadas no início da era industrial, no século XIX, como bombas de alimentação de caldeiras. Embora sejam usadas ainda hoje, as bombas alternativas são mais empregadas para o bombeamento de líquidos altamente viscosos, incluindo concreto e petróleo.

[[Ficheiro:Pump-tah.jpg|thumb|esquerda|upright|Bomba manual de água, de deslocamento positivo, alternativa, instalada em [[Košice]]-[[Ťahanovce]], [[Eslováquia]]]]

Por questões hidráulicas, as bombas alternativas tendem a apresentar números ímpares de pistões ou êmbolos, sendo a única exceção o número 2. Portanto, a classificação de número de êmbolos ou pistões costuma ser:
* '''simplex''' para bombas com um único êmbolo ou pistão,
* '''duplex''' para bombas com dois êmbolos ou pistões,
* '''triplex''' para bombas com três êmbolos ou pistões,
* '''quintuplex''' para bombas com cinco êmbolos ou pistões,
* '''septuplex''' para bombas com sete êmbolos ou pistões (rara),
* '''nonuplex''' para bombas com nove êmbolos ou pistões (rara).

===== Bombas de diafragma movidas a ar comprimido =====
Uma aplicação moderna de bombas de deslocamento positivo são as bombas de [[Diafragma (dispositivo mecânico)|diafragma]]. Sendo movidas a ar comprimido, seu conceito de projeto é intrinsecamente seguro, embora os fabricantes ofereçam modelos com certificação ATEX para atender aos requisitos da indústria. São frequentemente empregadas em todas as indústrias. Seu custo é relativamente acessível e podem ser empregadas para esgotar água de diques de contenção até o bombeio de ácido clorídrico de tanques de armazenagem (dependendo dos materiais do qual a bomba é fabricada - elastômeros e materiais de construção do corpo). A sucção é geralmente limitada a uma elevação de cerca de 6 metros, mas atende aos mais diversos níveis de elevação na descarga.

==== Bombas rotativas ====
[[Ficheiro:Drehkolbenpumpe.jpg|thumb|Uma [[bomba de lóbulos]]]]
As bombas rotativas isolam um volume de fluido e o transportam de uma zona de baixa pressão para uma zona de alta pressão. A característica comum é o acionamento através de um eixo que gira.

===== Bomba de engrenagens =====
Uma das construções usuais para estas bombas é a [[bomba de engrenagens]], onde um par de engrenagens gira dentro de uma carcaça com pequena folga entre o externo da engrenagem e o interior da carcaça. O fluido ocupa o espaço entre dois dentes e é transportado da área de sucção para a área de descarga. O que impede o fluido de retornar entre os dentes da engrenagem para a sucção é exatamente o dente da outra engrenagem, que ocupa o espaço entre os dentes.

===== Bombas de parafusos =====
[[Ficheiro:Gemaal de Leyens.jpg|thumb|Bomba tipo Parafuso de Arquimedes - estação De Leyens, Zoetermeer, [[Holanda]]]]
Há diversos tipos de bombas de dois parafusos, sendo as bombas de um parafuso também chamadas bombas de cavidade progressiva. O parafuso de Arquimedes pode ser assim classificado. Há outros tipos de bombas de parafuso com 2 e 3 parafusos, trabalhando dentro de uma carcaça com pequenas folgas para o externo destes parafusos.

=== Bombas cinéticas ===
As bombas cinéticas fornecem energia continuamente a um fluido que escoa pelo interior dos elementos da bomba. Esta transmissão de energia é frequentemente realizada por uma peça dotada de palhetas que recebe energia mecânica de um eixo e onde as palhetas impulsionam o fluido, transferindo energia hidráulica. As bombas cinéticas são também chamadas bombas rotodinâmicas e turbobombas.
Há diversas formas de bombas cinéticas. Entre elas, há as '''bombas centrífugas''', '''bombas de fluxo misto''', as '''bombas axiais''', as '''bombas regenerativas''' e as '''bombas de carcaça rotativa''' ou '''bombas de tubo Pitot'''. Todas elas transmitem energia ao fluido empregando a conversão de energia mecânica em energia cinética, podendo ser esta convertida em energia de pressão ou energia potencial. As principais características das bombas cinéticas são:

* Adição contínua de energia ao fluido,
* Conversão da energia transferida em [[energia]] cinética (um aumento da velocidade),
* Conversão da velocidade adquirida em um aumento de pressão,
* Conversão de pressão em energia potencial de posição (em algumas bombas),
== Aplicações ==
Bombas sempre foram usadas em muitos pontos na sociedade para uma grande variedade de propósitos. Há muito tempo, as aplicações incluíam o uso de [[cata-vento]]s ou [[roda de água|rodas d'água]] no bombeio de água para o consumo humano, para a irrigação ou para o consumo animal. No presente, usamos bombas para irrigação, para [[água potável|abastecimento de água]] corrente, abastecimento de gasolina e outros combustíveis, sistemas de [[condicionamento de ar]], [[refrigeração]], movimentação de produtos químicos, movimentação de [[esgoto|águas servidas]], combate a enchentes, serviços em embarcações, etc.
Por causa da grande variedade de aplicações, as bombas apresentam uma variedade extrema de formas e tamanho: de muito grandes a muito pequenas, do manuseio de líquidos e de misturas de líquido e sólidos, de pressões altas e baixas, de vazão ou caudal pequenos e grandes.
As bombas de líquidos e de misturas de líquido e sólidos podem perder escorva e pode ser necessária a escorva da bomba, que é encher a carcaça e as tubulações de sucção antes de iniciar o bombeio. A perda de escorva é geralmente devida à entrada de ar no interior da bomba ou da tubulação de sucção. As folgas de operação e os princípios de funcionamento das bombas usadas para líquidos faz com que, quando bombeiam vapores ou gases, não possam deslocar o ar, vapor ou gás devido à densidade muitas vezes menor destes fluidos. Também existem [[bomba de bicicleta|bombas]] específicas para encher pneus de bicicleta.
== Especificações ==
As bombas são usualmente selecionadas pela [[potência]] expressa em kW ou HP, vazão ou caudal, pressão de descarga e pressão de sucção. Nas bombas cinéticas, é usual expressar a pressão em altura de coluna do líquido bombeado, dada a forma como a conversão de energia se processa. A altura de coluna pode ser fisicamente materializada por uma coluna vertical de líquido em equilíbrio com a atmosfera.
== Bombas no abastecimento público de água ==
No passado distante, era comum a extração de água por meio de bombas manuais instaladas sobre um poço, onde as pessoas poderiam extrair água para seu consumo. Isto era mais comum antes das residências disporem de água canalizada.
Destas bombas ficou a expressão inglesa "''parish pump''" para o tipo de assunto que, no passado, as pessoas conversavam ao ir apanhar água; também significa "assunto de interesse puramente local". Como a água destas bombas é mais sujeita à contaminação, já que é extraída diretamente do solo e não sofre qualquer filtração, torna-se mais provável a ocorrência de doenças gastrointestinais.
Hoje em dia, as bombas manuais de extração de água ainda são a opção de abastecimento de água de baixo custo mais sustentável em locais pobres, mais frequentes em áreas rurais nos países em desenvolvimento. Uma bomba manual permite o acesso a água de subsolo que frequentemente é menos poluída e reduz as possibilidades de contaminação se comparada à extração tradicional através de baldes. Bombas como a Afridev são concebidas para serem de construção e de instalação de baixo custo e fáceis de manter com peças simples. No entanto, a escassez de peças para este tipo de bombas em algumas regiões a torna menos útil nestas áreas.
== Bombas no abastecimento público de água ==
No passado distante, era comum a extração de água por meio de bombas manuais instaladas sobre um poço, onde as pessoas poderiam extrair água para seu consumo. Isto era mais comum antes das residências disporem de água canalizada.
Destas bombas ficou a expressão inglesa "''parish pump''" para o tipo de assunto que, no passado, as pessoas conversavam ao ir apanhar água; também significa "assunto de interesse puramente local". Como a água destas bombas é mais sujeita à contaminação, já que é extraída diretamente do solo e não sofre qualquer filtração, torna-se mais provável a ocorrência de doenças gastrointestinais.
Hoje em dia, as bombas manuais de extração de água ainda são a opção de abastecimento de água de baixo custo mais sustentável em locais pobres, mais frequentes em áreas rurais nos países em desenvolvimento. Uma bomba manual permite o acesso a água de subsolo que frequentemente é menos poluída e reduz as possibilidades de contaminação se comparada à extração tradicional através de baldes. Bombas como a Afridev são concebidas para serem de construção e de instalação de baixo custo e fáceis de manter com peças simples. No entanto, a escassez de peças para este tipo de bombas em algumas regiões a torna menos útil nestas áreas.
== Galeria ==
<gallery>
Image:Gemaal.JPG|Bomba alternativa do {{séc|XIX}} em [[Rijswijk]], [[Holanda]]
Image:CentralHeatingPump.JPG|Bomba doméstica de calefação central
Image:Rotary_piston_pump.svg|Uma bomba de dois lobos (de deslocamento positivo, rotativa)
Image:Petrobrás-cavalo-mecânico-3.jpg|Bomba alternativa para poço de petróleo
</gallery>

{{Referências}}

{{Commonscat|Pumps|Bombas hidráulicas}}
{{Controle de autoridade}}

[[Categoria:Mecânica de fluidos]]

Bomba hidráulica

2022-06-02T02:05:26Z

Calimero0000: Criou a página com "{{Ver desambig||Bomba (desambiguação)}} {{Mais fontes|Este artigo|tec|data=novembro de 2019}} Uma pequena bomba com acionamento elétrico Uma '''bomba hidráulica''' é um dispositivo que adiciona energia aos líquidos, tomando energia mecânica de um eixo, de uma haste ou de um outro fluido: ar comprimido e vapor são os mais usuais. As formas de transmissão de energia podem ser: aumento de pressão, aumento de..."

{{Ver desambig||Bomba (desambiguação)}}
{{Mais fontes|Este artigo|tec|data=novembro de 2019}}
[[Ficheiro:Jet pump.jpg|thumb|Uma pequena bomba com acionamento elétrico]]

Uma '''bomba hidráulica''' é um dispositivo que adiciona energia aos líquidos, tomando energia mecânica de um eixo, de uma haste ou de um outro fluido: [[ar comprimido]] e [[vapor d'água|vapor]] são os mais usuais. As formas de transmissão de energia podem ser: aumento de pressão, aumento de velocidade ou aumento de elevação – ou qualquer combinação destas formas de energia. Como consequência, facilita-se o movimento do líquido.<ref>ANSI/HI 9.1 – 9.5-2000, página 4 (em inglês).</ref> É geralmente aceito que o líquido possa ser uma mistura de líquidos e sólidos, nas quais a fase líquida prepondera.

Outras máquinas destinadas a adicionar energia aos fluidos na forma de vapor e gases só são chamadas de bombas apenas eventualmente. Como exemplos, há a [[bomba de vácuo]], destinada a esgotar ar e gases, e a [[bomba de ar]], destinada a encher [[pneu]]máticos, bolas de futebol, brinquedos e botes infláveis, etc. As máquinas que se destinam a manusear ar, gases ou vapores são normalmente chamadas pelos técnicos de [[ventilador|ventiladores ou ventoinhas]], [[soprador]]es ou [[compressor]]es.
{{Ver desambig||Bomba (desambiguação)}}
{{Mais fontes|Este artigo|tec|data=novembro de 2019}}
[[Ficheiro:Jet pump.jpg|thumb|Uma pequena bomba com acionamento elétrico]]

Uma '''bomba hidráulica''' é um dispositivo que adiciona energia aos líquidos, tomando energia mecânica de um eixo, de uma haste ou de um outro fluido: [[ar comprimido]] e [[vapor d'água|vapor]] são os mais usuais. As formas de transmissão de energia podem ser: aumento de pressão, aumento de velocidade ou aumento de elevação – ou qualquer combinação destas formas de energia. Como consequência, facilita-se o movimento do líquido.<ref>ANSI/HI 9.1 – 9.5-2000, página 4 (em inglês).</ref> É geralmente aceito que o líquido possa ser uma mistura de líquidos e sólidos, nas quais a fase líquida prepondera.

Outras máquinas destinadas a adicionar energia aos fluidos na forma de vapor e gases só são chamadas de bombas apenas eventualmente. Como exemplos, há a [[bomba de vácuo]], destinada a esgotar ar e gases, e a [[bomba de ar]], destinada a encher [[pneu]]máticos, bolas de futebol, brinquedos e botes infláveis, etc. As máquinas que se destinam a manusear ar, gases ou vapores são normalmente chamadas pelos técnicos de [[ventilador|ventiladores ou ventoinhas]], [[soprador]]es ou [[compressor]]es.
== Tipos ==
Classificamos as bombas em dois principais grupos: bombas de '''deslocamento positivo''' e bombas '''cinéticas'''. Seus nomes descrevem o método para mover o fluido.<ref>Edson Ezequiel de Mattos e Reinaldo de Falco, ''Bombas Industriais'' - 2a. ed. - Rio de Janeiro: Interciência, 1998.</ref>

=== Bombas de deslocamento positivo ===
[[Ficheiro:Wasserwerk pumpe01.jpg|thumb|Um grande grupo eletrobomba para [[sistema de abastecimento de água]] próximo ao lago [[Hengstey]], [[Alemanha]]]]

Uma bomba de deslocamento positivo faz o fluido se mover isolando um volume determinado deste e aplicando força (deslocando) aquele volume isolado para o bocal de descarga. Estas bombas também são conhecidas como '''bombas volumétricas'''. Uma bomba de deslocamento positivo pode ser classificada como:
* '''bomba alternativa''', ou
* '''bomba rotativa'''.
* uma [[bomba de anel líquido]] - este tipo é mais usado para produzir vácuo ou comprimir gases.

==== Bombas alternativas ====
As bombas alternativas usam um arranjo de diafragma, pistão ou êmbolo e cilindro, com válvulas de sucção e descarga integradas na bomba. Bombas desta categoria variam de monocilíndricas (chamadas de ''simplex''), chegando em certos casos até nove cilindros. A maioria das bombas alternativas são de dois (''duplex'') ou três (''triplex'') cilindros. Além disto, podem ser de ''ação simples'', onde o cursos de sucção e descarga são independentes ou de ''ação dupla'', succionando e descarregando em ambos os sentidos. As bombas podem ser movidas diretamente a ar comprimido, a vapor ou através de um mecanismo biela-manivela, este acionado por um motor elétrico, de combustão interna através de polias e correias, engrenagens ou mesmo com acionamento direto. Estas bombas foram largamente empregadas no início da era industrial, no século XIX, como bombas de alimentação de caldeiras. Embora sejam usadas ainda hoje, as bombas alternativas são mais empregadas para o bombeamento de líquidos altamente viscosos, incluindo concreto e petróleo.

[[Ficheiro:Pump-tah.jpg|thumb|esquerda|upright|Bomba manual de água, de deslocamento positivo, alternativa, instalada em [[Košice]]-[[Ťahanovce]], [[Eslováquia]]]]

Por questões hidráulicas, as bombas alternativas tendem a apresentar números ímpares de pistões ou êmbolos, sendo a única exceção o número 2. Portanto, a classificação de número de êmbolos ou pistões costuma ser:
* '''simplex''' para bombas com um único êmbolo ou pistão,
* '''duplex''' para bombas com dois êmbolos ou pistões,
* '''triplex''' para bombas com três êmbolos ou pistões,
* '''quintuplex''' para bombas com cinco êmbolos ou pistões,
* '''septuplex''' para bombas com sete êmbolos ou pistões (rara),
* '''nonuplex''' para bombas com nove êmbolos ou pistões (rara).

===== Bombas de diafragma movidas a ar comprimido =====
Uma aplicação moderna de bombas de deslocamento positivo são as bombas de [[Diafragma (dispositivo mecânico)|diafragma]]. Sendo movidas a ar comprimido, seu conceito de projeto é intrinsecamente seguro, embora os fabricantes ofereçam modelos com certificação ATEX para atender aos requisitos da indústria. São frequentemente empregadas em todas as indústrias. Seu custo é relativamente acessível e podem ser empregadas para esgotar água de diques de contenção até o bombeio de ácido clorídrico de tanques de armazenagem (dependendo dos materiais do qual a bomba é fabricada - elastômeros e materiais de construção do corpo). A sucção é geralmente limitada a uma elevação de cerca de 6 metros, mas atende aos mais diversos níveis de elevação na descarga.

==== Bombas rotativas ====
[[Ficheiro:Drehkolbenpumpe.jpg|thumb|Uma [[bomba de lóbulos]]]]
As bombas rotativas isolam um volume de fluido e o transportam de uma zona de baixa pressão para uma zona de alta pressão. A característica comum é o acionamento através de um eixo que gira.

===== Bomba de engrenagens =====
Uma das construções usuais para estas bombas é a [[bomba de engrenagens]], onde um par de engrenagens gira dentro de uma carcaça com pequena folga entre o externo da engrenagem e o interior da carcaça. O fluido ocupa o espaço entre dois dentes e é transportado da área de sucção para a área de descarga. O que impede o fluido de retornar entre os dentes da engrenagem para a sucção é exatamente o dente da outra engrenagem, que ocupa o espaço entre os dentes.

===== Bombas de parafusos =====
[[Ficheiro:Gemaal de Leyens.jpg|thumb|Bomba tipo Parafuso de Arquimedes - estação De Leyens, Zoetermeer, [[Holanda]]]]
Há diversos tipos de bombas de dois parafusos, sendo as bombas de um parafuso também chamadas bombas de cavidade progressiva. O parafuso de Arquimedes pode ser assim classificado. Há outros tipos de bombas de parafuso com 2 e 3 parafusos, trabalhando dentro de uma carcaça com pequenas folgas para o externo destes parafusos.

=== Bombas cinéticas ===
As bombas cinéticas fornecem energia continuamente a um fluido que escoa pelo interior dos elementos da bomba. Esta transmissão de energia é frequentemente realizada por uma peça dotada de palhetas que recebe energia mecânica de um eixo e onde as palhetas impulsionam o fluido, transferindo energia hidráulica. As bombas cinéticas são também chamadas bombas rotodinâmicas e turbobombas.
Há diversas formas de bombas cinéticas. Entre elas, há as '''bombas centrífugas''', '''bombas de fluxo misto''', as '''bombas axiais''', as '''bombas regenerativas''' e as '''bombas de carcaça rotativa''' ou '''bombas de tubo Pitot'''. Todas elas transmitem energia ao fluido empregando a conversão de energia mecânica em energia cinética, podendo ser esta convertida em energia de pressão ou energia potencial. As principais características das bombas cinéticas são:

* Adição contínua de energia ao fluido,
* Conversão da energia transferida em [[energia]] cinética (um aumento da velocidade),
* Conversão da velocidade adquirida em um aumento de pressão,
* Conversão de pressão em energia potencial de posição (em algumas bombas),
== Aplicações ==
Bombas sempre foram usadas em muitos pontos na sociedade para uma grande variedade de propósitos. Há muito tempo, as aplicações incluíam o uso de [[cata-vento]]s ou [[roda de água|rodas d'água]] no bombeio de água para o consumo humano, para a irrigação ou para o consumo animal. No presente, usamos bombas para irrigação, para [[água potável|abastecimento de água]] corrente, abastecimento de gasolina e outros combustíveis, sistemas de [[condicionamento de ar]], [[refrigeração]], movimentação de produtos químicos, movimentação de [[esgoto|águas servidas]], combate a enchentes, serviços em embarcações, etc.
Por causa da grande variedade de aplicações, as bombas apresentam uma variedade extrema de formas e tamanho: de muito grandes a muito pequenas, do manuseio de líquidos e de misturas de líquido e sólidos, de pressões altas e baixas, de vazão ou caudal pequenos e grandes.
As bombas de líquidos e de misturas de líquido e sólidos podem perder escorva e pode ser necessária a escorva da bomba, que é encher a carcaça e as tubulações de sucção antes de iniciar o bombeio. A perda de escorva é geralmente devida à entrada de ar no interior da bomba ou da tubulação de sucção. As folgas de operação e os princípios de funcionamento das bombas usadas para líquidos faz com que, quando bombeiam vapores ou gases, não possam deslocar o ar, vapor ou gás devido à densidade muitas vezes menor destes fluidos. Também existem [[bomba de bicicleta|bombas]] específicas para encher pneus de bicicleta.
== Especificações ==
As bombas são usualmente selecionadas pela [[potência]] expressa em kW ou HP, vazão ou caudal, pressão de descarga e pressão de sucção. Nas bombas cinéticas, é usual expressar a pressão em altura de coluna do líquido bombeado, dada a forma como a conversão de energia se processa. A altura de coluna pode ser fisicamente materializada por uma coluna vertical de líquido em equilíbrio com a atmosfera.
== Bombas no abastecimento público de água ==
No passado distante, era comum a extração de água por meio de bombas manuais instaladas sobre um poço, onde as pessoas poderiam extrair água para seu consumo. Isto era mais comum antes das residências disporem de água canalizada.
Destas bombas ficou a expressão inglesa "''parish pump''" para o tipo de assunto que, no passado, as pessoas conversavam ao ir apanhar água; também significa "assunto de interesse puramente local". Como a água destas bombas é mais sujeita à contaminação, já que é extraída diretamente do solo e não sofre qualquer filtração, torna-se mais provável a ocorrência de doenças gastrointestinais.
Hoje em dia, as bombas manuais de extração de água ainda são a opção de abastecimento de água de baixo custo mais sustentável em locais pobres, mais frequentes em áreas rurais nos países em desenvolvimento. Uma bomba manual permite o acesso a água de subsolo que frequentemente é menos poluída e reduz as possibilidades de contaminação se comparada à extração tradicional através de baldes. Bombas como a Afridev são concebidas para serem de construção e de instalação de baixo custo e fáceis de manter com peças simples. No entanto, a escassez de peças para este tipo de bombas em algumas regiões a torna menos útil nestas áreas.
== Bombas no abastecimento público de água ==
No passado distante, era comum a extração de água por meio de bombas manuais instaladas sobre um poço, onde as pessoas poderiam extrair água para seu consumo. Isto era mais comum antes das residências disporem de água canalizada.
Destas bombas ficou a expressão inglesa "''parish pump''" para o tipo de assunto que, no passado, as pessoas conversavam ao ir apanhar água; também significa "assunto de interesse puramente local". Como a água destas bombas é mais sujeita à contaminação, já que é extraída diretamente do solo e não sofre qualquer filtração, torna-se mais provável a ocorrência de doenças gastrointestinais.
Hoje em dia, as bombas manuais de extração de água ainda são a opção de abastecimento de água de baixo custo mais sustentável em locais pobres, mais frequentes em áreas rurais nos países em desenvolvimento. Uma bomba manual permite o acesso a água de subsolo que frequentemente é menos poluída e reduz as possibilidades de contaminação se comparada à extração tradicional através de baldes. Bombas como a Afridev são concebidas para serem de construção e de instalação de baixo custo e fáceis de manter com peças simples. No entanto, a escassez de peças para este tipo de bombas em algumas regiões a torna menos útil nestas áreas.
== Galeria ==
<gallery>
Image:Gemaal.JPG|Bomba alternativa do {{séc|XIX}} em [[Rijswijk]], [[Holanda]]
Image:CentralHeatingPump.JPG|Bomba doméstica de calefação central
Image:Rotary_piston_pump.svg|Uma bomba de dois lobos (de deslocamento positivo, rotativa)
Image:Petrobrás-cavalo-mecânico-3.jpg|Bomba alternativa para poço de petróleo
</gallery>

{{Referências}}

{{Commonscat|Pumps|Bombas hidráulicas}}
{{Controle de autoridade}}

[[Categoria:Mecânica de fluidos]]

Sistema de arrefecimento

2022-06-02T01:48:34Z

Calimero0000:

{{Info|imagem=Układ chłodzenia silnika spalinowego.svg|legenda={{Big|Descrição do funcionamento de um sistema de arrefecimento automotivo.}}}}
'''Sistema de arrefecimento ou refrigeração ''' é o sistema que controla a [[temperatura]] nos [[motor a explosão|motores a explosão]].
== Desenvolvimento ==

[[Imagem:Käferkühlung.svg|thumb|220px|direita|Sistema de [[refrigeração a ar]] usado pelo [[fusca]].]]

Nos [[automóveis]] mais antigos existia somente a preocupação de se dissipar o [[calor]] gerado pelo motor, com o tempo os automóveis passaram a aproveitar a [[energia térmica]] gerada pela [[combustão]] para seu desempenho e durabilidade, passando a dotar de um controle mais estável e preciso da temperatura sob variadas condições de uso, como [[temperatura ambiente]] e [[pressão atmosférica]] e carga do veículo. Nos automóveis sobretudo nos modernos dotados de [[injecção electrónica|gerenciamento eletrônico]] do motor qualquer mudança na sua temperatura é alterado a quantidade de [[combustível]] injetado e o ponto de [[ignição]]. Portanto quando o sistema de arrefecimento trabalha na temperatura ideal o motor terá maior durabilidade, menor desgaste e atrito, maior economia de combustível, menos manutenção, emitirá menos [[poluição atmosférica|poluentes]] e aumentará seu desempenho.{{limpar}}
==Tipos de componentes==

* '''Fluido de arrefecimento:''' O termo fluido de arrefecimento designa-se a qualquer fluido utilizado para manter um sistema arrefecido. Ele possibilita a troca de calor do sistema, através da passagem pelo motor, com o ambiente externo, por meio do [[radiador]], um [[trocador de energia térmica]], fazendo com que a temperatura do motor mantenha-se estável e mais próxima à temperatura ideal de trabalho. Normalmente líquido e composto de uma mistura de água destilada com aditivos, podendo esses serem puros, visando apenas o melhor controle da temperatura (comummente sendo um líquido de arrefecimento solúvel em água) ou com [[antioxidante]]s (previne a corrosão dos elementos metálicos do sistema), é possível também a utilização de líquidos anticorrosivos (que além de terem a função antioxidante atuam diretamente na limpeza de possíveis pontos de [[oxidação]]), dependendo da temperatura ambiente misturá-se à água [[anticongelante]]s (previne a formação de cristais de [[gelo]] quando o liquido atinge aproximadamente 0[[ºC]], e consequente aumento interno de pressão) e em alguns casos mais específicos [[algicida]]s (previne o desenvolvimento de [[alga]]s) ou [[antibacteriano]]s, apesar de mais comum nem sempre é utilizada a água como fluido, é possível a utilização de ar, como no caso do [[motor boxer]] de quatro [[cilindro (motor)|cilindro]]s do [[fusca]] ou de líquidos de arrefecimento específicos (estes a base de [[polímero]]s ou [[etilenoglicol]], que diferem da água em seu [[calor específico]], atuando de forma mais eficiente) , utilizados em motores de maior capacidade, como no caso de [[motores estacionários]], como [[gerador]]es e até máquinas pesadas de locomoção lenta, como, [[escavadeira]]s, pás mecânicas, etc.

* '''[[Bomba hidráulica|Bomba]]:''' Bombeia o líquido de arrefecimento fazendo circular no sistema, geralmente é acionada pela [[correia (mecânica)|correia]] junto com o [[alternador]].

* '''[[Radiador (automóvel)|Radiador]]:''' Quando o líquido de arrefecimento passar por ele perde calor, baixando a sua temperatura e consequentemente a do motor.

* '''Válvula termo-estática:''' Bloqueia ou desvia o ciclo do líquido, para não passar pelo radiador enquanto o motor não estiver à temperatura ideal de trabalho.

Quando o motor atinge sua temperatura de trabalho a [[válvula (tubulação)|válvula]] se abre permitindo a passagem do líquido para o radiador. A válvula termo-estática geralmente possui acionamento termo-mecânico e em alguns automóveis já estão sendo fabricados com válvula termo-estática elétrica controlada pela central de [[injeção eletrónica]].

Em alguns motores, pode existir mais de uma válvula termo-estática, pela necessidade de mais de dois fluxos diferentes para o líquido de arrefecimento (ex:Tecnologia [[FSI]]).

* '''Sistema de ventilação forçada:''' Utilizado para forçar a passagem de ar através do radiador quando o fluxo é demasiado baixo para compensar a dissipação de [[energia térmica]] (p. exp. quando o veículo se encontra parado ou a baixa velocidade). Os sistemas mais antigos possuíam uma [[ventoinha]] que se encontrava acoplada diretamente à bomba de água (girando proporcionalmente à velocidade do motor, numa relação de Rotações/Minuto ([[RPM]]s) (o que se verificava ineficaz em situações como a do exemplo referido). Os atuais sistemas possuem um ventilador elétrico (uma ventoinha movida por um pequeno [[motor elétrico]]). Em [[camiões|caminhões]] é ainda possível encontra-se um sistema de [[embraiagem]] entre a ventoinha e a bomba da água, de acionamento termo-mecânico ou elétrico, que diminui a velocidade da ventoinha assim que se regista um abaixamento da temperatura.

* '''Tubagens e conectores:''' Fazem as conexões entre os componentes do sistema.

* '''Sensor de temperatura:''' Informa o módulo de injeção eletrónica e os indicadores (comummente localizados no [[mostrador]]) sobre a temperatura real do líquido de arrefecimento que irriga o motor.

* '''Reservatório:''' Contém o bocal de abastecimento e permite controlar os níveis do líquido de arrefecimento no sistema.
* '''Válvulas de pressão:''' Dispositivos localizados em vários pontos do sistema (normalmente no radiador ou nas tubagens) que permitem controlar a pressão.
* '''Termo-interruptor:''' É responsável pelo acionamento do ventilador em função da temperatura do líquido de arrefecimento. Existem no entanto, sistemas de arrefecimento em que a unidade de controle do motor recebe as informações do(s) sensor(es) de temperatura diretamente dispensando a necessidade de um termo-interruptor.
== Funcionamento ==

[[Imagem:Fully closed IC engine cooling system.svg|thumb|220px|direita|Sistema de arrefecimento líquido de um motor náutico.]]

A bomba força a circulação do líquido de arrefecimento pelo sistema. Enquanto o líquido de arrefecimento não atinge a sua temperatura normal de funcionamento, a válvula termostática impede seu fluxo para o radiador fazendo-a circular apenas pela bomba e pelas galerias internas do motor. Quando a temperatura do líquido de arrefecimento atingir a sua faixa definida como normal, a válvula se abre ligeiramente fazendo com que parte do fluxo passe e seja direcionado para o radiador. Quando a temperatura se aproximar do limite máximo, a válvula se abre completamente e todo o fluxo do líquido de arrefecimento do motor será direcionado para o radiador, o liquido já contido neste por sua vez retorna ao motor e a válvula se fecha.

No radiador, o líquido dispersa parte do calor absorvido, e o primeiro por sua vez a transfere ao ar pela ventilação forçada, até que atinja temperatura ideal para retornar ao motor, iniciando assim novo ciclo. Nos veículos dotados de eletro-ventilador, o líquido de arrefecimento ao chegar no radiador, aciona o termo-interruptor ativando a ventilação forçada e desativando assim que o liquido chegar sua temperatura ideal. Esse sistema proporcionou um controle mais preciso da temperatura de trabalho, fazendo com que esta seja atingida mais rapidamente e seja arrefecida apenas em tempo e quantidade necessária, proporcionou também a redução da carga do motor, a redução do consumo e o aproveitamento de [[potência]], justamente por dispensar mover a [[hélice]].

Quando a temperatura do líquido de arrefecimento aumenta, o seu volume e a pressão também aumentam e as válvulas localizadas na tampa do reservatório de expansão controlam essa pressão. O líquido composto de aditivos antioxidante e anticongelante trabalha evitando a corrosão dos componentes do sistema, aumentando o [[ponto de ebulição]] da água e reduzindo o de congelamento. O '''ponto de ebulição''' ou '''temperatura de ebulição''' de uma [[Substância química|substância]] é a [[temperatura]] em que ela passa do [[Líquido|estado líquido]] para o [[Gás|estado gasoso]].
== Ver também ==
*[[Radiador]]

{{Portal3|Engenharia|Transporte}}

{{DEFAULTSORT:Arrefecimento}}

[[Categoria:Sistemas embarcados]]
[[Categoria:Mecânica]]
[[Categoria:Engenharia elétrica]]

Motor a explosão

2022-06-02T01:44:33Z

Calimero0000: Redirecionamento para Motor de combustão interna

#REDIRECIONAMENTO [[Motor de combustão interna]]

Sistema de arrefecimento

2022-06-02T01:42:57Z

Calimero0000: Criou a página com "{{Info|imagem=Układ chłodzenia silnika spalinowego.svg|legenda={{Big|Descrição do funcionamento de um sistema de arrefecimento automotivo.}}}} '''Sistema de arrefecimento ou refrigeração ''' é o sistema que controla a temperatura nos motores a explosão."

Radiador

2022-06-02T01:40:39Z

Calimero0000:

{{Info|imagem=Automobile radiator.jpg|legenda={{Big|Um típico radiador automotivo.}}}}
Um '''radiador''' é um dispositivo utilizado para troca de [[calor]] entre o [[ar]] atmosférico e outra [[substância]] (geralmente um líquido de arrefecimento) contida em um [[sistema fechado]]. Seu núcleo é constituído por uma série de canais (em forma de tubos ou de [[colméia]]) que permitem a passagem de ar entre eles retirando o calor do líquido, portanto quanto maior a área de contato com o ar mais rápida é a troca e mais eficiente é o radiador. Radiadores são encontrados em qualquer tipo de motor refrigerado à água, o que inclui veículos de todos os tipos; equipamentos pesados como [[trator]]es e máquinas agrícolas; [[motores estacionários]] de [[gerador]]es e moto-bombas entre outros.
== Radiador de arrefecimento ==

O radiador de arrefecimento tem como função impedir que o motor aqueça demasiadamente devido à [[combustão]] e, consequentemente, prejudique seu desempenho. Ele realiza isso através de trocas de calor entre o meio externo(ar) e um líquido de arrefecimento, mistura de água e um aditivo, onde o ar passa para o duto dianteiro do [[automóvel]], tanto pela ação da [[ventoinha]], tanto pela ação do movimento do automóvel. O líquido de arrefecimento flui num sistema de mangueiras, passando por uma [[bomba centrífuga]] promovida por uma correia ligada ao [[Cambota|virabrequim]]. Depois, o líquido de arrefecimento passa pelos [[Pistão do motor|pistões]] do motor para resfriá-los e flui para o radiador, para ter seu calor retirado e voltar para o início do ciclo. Assim, ocorre um bom funcionamento do motor, pois sua temperatura toda estará estável.
[[Ficheiro:Engine coolant.jpg|thumb|Líquido de arrefecimento sendo utilizado no radiador de um automóvel.]]
O uso incorreto ou a falta do aditivo para radiadores pode causar danos ao [[sistema de arrefecimento]], como por exemplo a [[oxidação]] interna do motor. O tipo e a proporção corretos são especificados no manual do proprietário do automóvel. Na maioria dos carros da [[Volkswagen]] no [[Brasil]], por exemplo, é utilizado o aditivo G12 com uma proporção de 60% de água para compor o líquido de arrefecimento. Entre as substancias utilizadas na composição dos aditivos de radiador automotivo estão o [[etilenoglicol]] e [[monoetilenoglicol]] sendo o primeiro mais utilizado nos == Radiador de Óleo ==

É utilizado para auxiliar a refrigeração do [[óleo lubrificante]]. Também utilizado em algumas motos principalmente nas [[Refrigeração a ar|refrigeradas a ar]]. O funcionamento é semelhante ao do radiador de água do motor, a diferença é que este arrefece o [[óleo]] do [[cárter]].

Existe também o radiador para óleo de [[Câmbio automático|transmissões automáticas]] e sistemas hidráulicos.

A construção e configuração interna dos radiadores de óleo são diferentes dos radiadores de água, isto devido à diferença de [[viscosidade]] dos fluídos e pressão do sistema em que opera.países de clima frio.
== Radiador de Óleo ==

É utilizado para auxiliar a refrigeração do [[óleo lubrificante]]. Também utilizado em algumas motos principalmente nas [[Refrigeração a ar|refrigeradas a ar]]. O funcionamento é semelhante ao do radiador de água do motor, a diferença é que este arrefece o [[óleo]] do [[cárter]].

Existe também o radiador para óleo de [[Câmbio automático|transmissões automáticas]] e sistemas hidráulicos.

A construção e configuração interna dos radiadores de óleo são diferentes dos radiadores de água, isto devido à diferença de [[viscosidade]] dos fluídos e pressão do sistema em que opera.

== ''Intercooler'' ==
{{artigo principal|Intercooler}}
É utilizado em sistemas de admissão de ar em motores turbinados e veículos com o sistema ''[[Supercompressor|Supercharger]]''. Uma vez que o [[turbocompressor]] aquece bastante o ar de admissão, o [[intercooler]] tem como função resfriá-lo, até este atingir uma temperatura próxima à [[temperatura ambiente]]. Ao reduzir a temperatura, este fica mais denso, sendo possível dessa forma colocar mais [[molécula]]s de ar dentro dos [[Cilindro (motor)|cilindros]] e, conseqüentemente, mais combustível. Assim consegue-se gerar mais [[potência]].
== Ver também ==
*[[Dissipador de energia térmica]]
*[[Sistema de arrefecimento]]

{{referências}}
# [http://www.frisontech.com.br/index.php/artigos-em-portugues/51-como-funcionam-os-sistemas-de-arrefecimento.htmlhttp://sites.poli.usp.br/d/pme2600/2011/Trabalhos%20finais/TCC_006_2011.pdfhttp://www.vw.com.br/pt.html http://www.frisontech.com.br/index.php/artigos-em-portugues/51-como-funcionam-os-sistemas-de-arrefecimento.html]{{Ligação inativa|1=data=maio de 2019 }}
# [https://farollubrificantes.com.br]
#http://sites.poli.usp.br/d/pme2600/2011/Trabalhos%20finais/TCC_006_2011.pdf
# [http://www.frisontech.com.br/index.php/artigos-em-portugues/51-como-funcionam-os-sistemas-de-arrefecimento.htmlhttp://sites.poli.usp.br/d/pme2600/2011/Trabalhos%20finais/TCC_006_2011.pdfhttp://www.vw.com.br/pt.html http://www.vw.com.br/pt.html]{{Ligação inativa|1=data=maio de 2019 }}

{{commonscat}}
{{Partes do automóvel}}

{{DEFAULTSORT:Radiador (Automovel)}}
[[Categoria:Termodinâmica]]
[[Categoria:Partes do automóvel]]
[[Categoria:Mecânica]]
[[Categoria:Tecnologias automotivas]]

Radiador

2022-06-02T01:39:54Z

Calimero0000:

{{Info/Objeto|imagem=Automobile radiator.jpg|legenda={{Big|Um típico radiador automotivo.}}}}
Um '''radiador''' é um dispositivo utilizado para troca de [[calor]] entre o [[ar]] atmosférico e outra [[substância]] (geralmente um líquido de arrefecimento) contida em um [[sistema fechado]]. Seu núcleo é constituído por uma série de canais (em forma de tubos ou de [[colméia]]) que permitem a passagem de ar entre eles retirando o calor do líquido, portanto quanto maior a área de contato com o ar mais rápida é a troca e mais eficiente é o radiador. Radiadores são encontrados em qualquer tipo de motor refrigerado à água, o que inclui veículos de todos os tipos; equipamentos pesados como [[trator]]es e máquinas agrícolas; [[motores estacionários]] de [[gerador]]es e moto-bombas entre outros.
== Radiador de arrefecimento ==

O radiador de arrefecimento tem como função impedir que o motor aqueça demasiadamente devido à [[combustão]] e, consequentemente, prejudique seu desempenho. Ele realiza isso através de trocas de calor entre o meio externo(ar) e um líquido de arrefecimento, mistura de água e um aditivo, onde o ar passa para o duto dianteiro do [[automóvel]], tanto pela ação da [[ventoinha]], tanto pela ação do movimento do automóvel. O líquido de arrefecimento flui num sistema de mangueiras, passando por uma [[bomba centrífuga]] promovida por uma correia ligada ao [[Cambota|virabrequim]]. Depois, o líquido de arrefecimento passa pelos [[Pistão do motor|pistões]] do motor para resfriá-los e flui para o radiador, para ter seu calor retirado e voltar para o início do ciclo. Assim, ocorre um bom funcionamento do motor, pois sua temperatura toda estará estável.
[[Ficheiro:Engine coolant.jpg|thumb|Líquido de arrefecimento sendo utilizado no radiador de um automóvel.]]
O uso incorreto ou a falta do aditivo para radiadores pode causar danos ao [[sistema de arrefecimento]], como por exemplo a [[oxidação]] interna do motor. O tipo e a proporção corretos são especificados no manual do proprietário do automóvel. Na maioria dos carros da [[Volkswagen]] no [[Brasil]], por exemplo, é utilizado o aditivo G12 com uma proporção de 60% de água para compor o líquido de arrefecimento. Entre as substancias utilizadas na composição dos aditivos de radiador automotivo estão o [[etilenoglicol]] e [[monoetilenoglicol]] sendo o primeiro mais utilizado nos == Radiador de Óleo ==

É utilizado para auxiliar a refrigeração do [[óleo lubrificante]]. Também utilizado em algumas motos principalmente nas [[Refrigeração a ar|refrigeradas a ar]]. O funcionamento é semelhante ao do radiador de água do motor, a diferença é que este arrefece o [[óleo]] do [[cárter]].

Existe também o radiador para óleo de [[Câmbio automático|transmissões automáticas]] e sistemas hidráulicos.

A construção e configuração interna dos radiadores de óleo são diferentes dos radiadores de água, isto devido à diferença de [[viscosidade]] dos fluídos e pressão do sistema em que opera.países de clima frio.
== Radiador de Óleo ==

É utilizado para auxiliar a refrigeração do [[óleo lubrificante]]. Também utilizado em algumas motos principalmente nas [[Refrigeração a ar|refrigeradas a ar]]. O funcionamento é semelhante ao do radiador de água do motor, a diferença é que este arrefece o [[óleo]] do [[cárter]].

Existe também o radiador para óleo de [[Câmbio automático|transmissões automáticas]] e sistemas hidráulicos.

A construção e configuração interna dos radiadores de óleo são diferentes dos radiadores de água, isto devido à diferença de [[viscosidade]] dos fluídos e pressão do sistema em que opera.

== ''Intercooler'' ==
{{artigo principal|Intercooler}}
É utilizado em sistemas de admissão de ar em motores turbinados e veículos com o sistema ''[[Supercompressor|Supercharger]]''. Uma vez que o [[turbocompressor]] aquece bastante o ar de admissão, o [[intercooler]] tem como função resfriá-lo, até este atingir uma temperatura próxima à [[temperatura ambiente]]. Ao reduzir a temperatura, este fica mais denso, sendo possível dessa forma colocar mais [[molécula]]s de ar dentro dos [[Cilindro (motor)|cilindros]] e, conseqüentemente, mais combustível. Assim consegue-se gerar mais [[potência]].
== Ver também ==
*[[Dissipador de energia térmica]]
*[[Sistema de arrefecimento]]

{{referências}}
# [http://www.frisontech.com.br/index.php/artigos-em-portugues/51-como-funcionam-os-sistemas-de-arrefecimento.htmlhttp://sites.poli.usp.br/d/pme2600/2011/Trabalhos%20finais/TCC_006_2011.pdfhttp://www.vw.com.br/pt.html http://www.frisontech.com.br/index.php/artigos-em-portugues/51-como-funcionam-os-sistemas-de-arrefecimento.html]{{Ligação inativa|1=data=maio de 2019 }}
# [https://farollubrificantes.com.br]
#http://sites.poli.usp.br/d/pme2600/2011/Trabalhos%20finais/TCC_006_2011.pdf
# [http://www.frisontech.com.br/index.php/artigos-em-portugues/51-como-funcionam-os-sistemas-de-arrefecimento.htmlhttp://sites.poli.usp.br/d/pme2600/2011/Trabalhos%20finais/TCC_006_2011.pdfhttp://www.vw.com.br/pt.html http://www.vw.com.br/pt.html]{{Ligação inativa|1=data=maio de 2019 }}

{{commonscat}}
{{Partes do automóvel}}

{{DEFAULTSORT:Radiador (Automovel)}}
[[Categoria:Termodinâmica]]
[[Categoria:Partes do automóvel]]
[[Categoria:Mecânica]]
[[Categoria:Tecnologias automotivas]]

Radiador

2022-06-02T01:31:56Z

Calimero0000:

{{Info|imagem=Automobile radiator.jpg|legenda={{Big|Um típico radiador automotivo.}}}}
Um '''radiador''' é um dispositivo utilizado para troca de [[calor]] entre o [[ar]] atmosférico e outra [[substância]] (geralmente um líquido de arrefecimento) contida em um [[sistema fechado]]. Seu núcleo é constituído por uma série de canais (em forma de tubos ou de [[colméia]]) que permitem a passagem de ar entre eles retirando o calor do líquido, portanto quanto maior a área de contato com o ar mais rápida é a troca e mais eficiente é o radiador. Radiadores são encontrados em qualquer tipo de motor refrigerado à água, o que inclui veículos de todos os tipos; equipamentos pesados como [[trator]]es e máquinas agrícolas; [[motores estacionários]] de [[gerador]]es e moto-bombas entre outros.

== Ver também ==
*[[Dissipador de energia térmica]]
*[[Sistema de arrefecimento]]

{{referências}}
# [http://www.frisontech.com.br/index.php/artigos-em-portugues/51-como-funcionam-os-sistemas-de-arrefecimento.htmlhttp://sites.poli.usp.br/d/pme2600/2011/Trabalhos%20finais/TCC_006_2011.pdfhttp://www.vw.com.br/pt.html http://www.frisontech.com.br/index.php/artigos-em-portugues/51-como-funcionam-os-sistemas-de-arrefecimento.html]{{Ligação inativa|1=data=maio de 2019 }}
# [https://farollubrificantes.com.br]
#http://sites.poli.usp.br/d/pme2600/2011/Trabalhos%20finais/TCC_006_2011.pdf
# [http://www.frisontech.com.br/index.php/artigos-em-portugues/51-como-funcionam-os-sistemas-de-arrefecimento.htmlhttp://sites.poli.usp.br/d/pme2600/2011/Trabalhos%20finais/TCC_006_2011.pdfhttp://www.vw.com.br/pt.html http://www.vw.com.br/pt.html]{{Ligação inativa|1=data=maio de 2019 }}

{{commonscat}}
{{Partes do automóvel}}

{{DEFAULTSORT:Radiador (Automovel)}}
[[Categoria:Termodinâmica]]
[[Categoria:Partes do automóvel]]
[[Categoria:Mecânica]]
[[Categoria:Tecnologias automotivas]]
== Radiador de Óleo ==

É utilizado para auxiliar a refrigeração do [[óleo lubrificante]]. Também utilizado em algumas motos principalmente nas [[Refrigeração a ar|refrigeradas a ar]]. O funcionamento é semelhante ao do radiador de água do motor, a diferença é que este arrefece o [[óleo]] do [[cárter]].

Existe também o radiador para óleo de [[Câmbio automático|transmissões automáticas]] e sistemas hidráulicos.

A construção e configuração interna dos radiadores de óleo são diferentes dos radiadores de água, isto devido à diferença de [[viscosidade]] dos fluídos e pressão do sistema em que opera.
== Radiador de climatização ==

Utilizados em sistemas de controle da temperatura interna do [[automóvel]]. Estão localizados dentro do painel do automóvel, podem ser utilizados para arrefecer ([[ar condicionado]]) ou aquecer (ar quente). Alguns automóveis possuem os dois. O de aquecimento utiliza o líquido de arrefecimento do próprio automóvel, já que ele se encontra em uma temperatura mais elevada. Já o de ar condicionado utiliza um [[gás]] e todo um sistema para arrefecê-lo.
== ''Intercooler'' ==
{{artigo principal|Intercooler}}
É utilizado em sistemas de admissão de ar em motores turbinados e veículos com o sistema ''[[Supercompressor|Supercharger]]''. Uma vez que o [[turbocompressor]] aquece bastante o ar de admissão, o [[intercooler]] tem como função resfriá-lo, até este atingir uma temperatura próxima à [[temperatura ambiente]]. Ao reduzir a temperatura, este fica mais denso, sendo possível dessa forma colocar mais [[molécula]]s de ar dentro dos [[Cilindro (motor)|cilindros]] e, conseqüentemente, mais combustível. Assim consegue-se gerar mais [[potência]].
== Ver também ==
*[[Dissipador de energia térmica]]
*[[Sistema de arrefecimento]]

{{referências}}
# [http://www.frisontech.com.br/index.php/artigos-em-portugues/51-como-funcionam-os-sistemas-de-arrefecimento.htmlhttp://sites.poli.usp.br/d/pme2600/2011/Trabalhos%20finais/TCC_006_2011.pdfhttp://www.vw.com.br/pt.html http://www.frisontech.com.br/index.php/artigos-em-portugues/51-como-funcionam-os-sistemas-de-arrefecimento.html]{{Ligação inativa|1=data=maio de 2019 }}
# [https://farollubrificantes.com.br]
#http://sites.poli.usp.br/d/pme2600/2011/Trabalhos%20finais/TCC_006_2011.pdf
# [http://www.frisontech.com.br/index.php/artigos-em-portugues/51-como-funcionam-os-sistemas-de-arrefecimento.htmlhttp://sites.poli.usp.br/d/pme2600/2011/Trabalhos%20finais/TCC_006_2011.pdfhttp://www.vw.com.br/pt.html http://www.vw.com.br/pt.html]{{Ligação inativa|1=data=maio de 2019 }}

{{commonscat}}
{{Partes do automóvel}}

{{DEFAULTSORT:Radiador (Automovel)}}
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[[Categoria:Partes do automóvel]]
[[Categoria:Mecânica]]
[[Categoria:Tecnologias automotivas]]

Radiador

2022-06-02T01:26:15Z

Calimero0000:

{{Info|imagem=Automobile radiator.jpg|legenda={{Big|Um típico radiador automotivo.}}}}
Um '''radiador''' é um dispositivo utilizado para troca de [[calor]] entre o [[ar]] atmosférico e outra [[substância]] (geralmente um líquido de arrefecimento) contida em um [[sistema fechado]]. Seu núcleo é constituído por uma série de canais (em forma de tubos ou de [[colméia]]) que permitem a passagem de ar entre eles retirando o calor do líquido, portanto quanto maior a área de contato com o ar mais rápida é a troca e mais eficiente é o radiador. Radiadores são encontrados em qualquer tipo de motor refrigerado à água, o que inclui veículos de todos os tipos; equipamentos pesados como [[trator]]es e máquinas agrícolas; [[motores estacionários]] de [[gerador]]es e moto-bombas entre outros.
{{Info/Objeto|imagem=Automobile radiator.jpg|legenda={{Big|Um típico radiador automotivo.}}}}
Um '''radiador''' é um dispositivo utilizado para troca de [[calor]] entre o [[ar]] atmosférico e outra [[substância]] (geralmente um líquido de arrefecimento) contida em um [[sistema fechado]]. Seu núcleo é constituído por uma série de canais (em forma de tubos ou de [[colméia]]) que permitem a passagem de ar entre eles retirando o calor do líquido, portanto quanto maior a área de contato com o ar mais rápida é a troca e mais eficiente é o radiador. Radiadores são encontrados em qualquer tipo de motor refrigerado à água, o que inclui veículos de todos os tipos; equipamentos pesados como [[trator]]es e máquinas agrícolas; [[motores estacionários]] de [[gerador]]es e moto-bombas entre outros.
== Radiador de Óleo ==

É utilizado para auxiliar a refrigeração do [[óleo lubrificante]]. Também utilizado em algumas motos principalmente nas [[Refrigeração a ar|refrigeradas a ar]]. O funcionamento é semelhante ao do radiador de água do motor, a diferença é que este arrefece o [[óleo]] do [[cárter]].

Existe também o radiador para óleo de [[Câmbio automático|transmissões automáticas]] e sistemas hidráulicos.

A construção e configuração interna dos radiadores de óleo são diferentes dos radiadores de água, isto devido à diferença de [[viscosidade]] dos fluídos e pressão do sistema em que opera.
== Radiador de climatização ==

Utilizados em sistemas de controle da temperatura interna do [[automóvel]]. Estão localizados dentro do painel do automóvel, podem ser utilizados para arrefecer ([[ar condicionado]]) ou aquecer (ar quente). Alguns automóveis possuem os dois. O de aquecimento utiliza o líquido de arrefecimento do próprio automóvel, já que ele se encontra em uma temperatura mais elevada. Já o de ar condicionado utiliza um [[gás]] e todo um sistema para arrefecê-lo.
== ''Intercooler'' ==
{{artigo principal|Intercooler}}
É utilizado em sistemas de admissão de ar em motores turbinados e veículos com o sistema ''[[Supercompressor|Supercharger]]''. Uma vez que o [[turbocompressor]] aquece bastante o ar de admissão, o [[intercooler]] tem como função resfriá-lo, até este atingir uma temperatura próxima à [[temperatura ambiente]]. Ao reduzir a temperatura, este fica mais denso, sendo possível dessa forma colocar mais [[molécula]]s de ar dentro dos [[Cilindro (motor)|cilindros]] e, conseqüentemente, mais combustível. Assim consegue-se gerar mais [[potência]].
== Ver também ==
*[[Dissipador de energia térmica]]
*[[Sistema de arrefecimento]]

{{referências}}
# [http://www.frisontech.com.br/index.php/artigos-em-portugues/51-como-funcionam-os-sistemas-de-arrefecimento.htmlhttp://sites.poli.usp.br/d/pme2600/2011/Trabalhos%20finais/TCC_006_2011.pdfhttp://www.vw.com.br/pt.html http://www.frisontech.com.br/index.php/artigos-em-portugues/51-como-funcionam-os-sistemas-de-arrefecimento.html]{{Ligação inativa|1=data=maio de 2019 }}
# [https://farollubrificantes.com.br]
#http://sites.poli.usp.br/d/pme2600/2011/Trabalhos%20finais/TCC_006_2011.pdf
# [http://www.frisontech.com.br/index.php/artigos-em-portugues/51-como-funcionam-os-sistemas-de-arrefecimento.htmlhttp://sites.poli.usp.br/d/pme2600/2011/Trabalhos%20finais/TCC_006_2011.pdfhttp://www.vw.com.br/pt.html http://www.vw.com.br/pt.html]{{Ligação inativa|1=data=maio de 2019 }}

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Radiador

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Radiador

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Radiador

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Calimero0000: Criou a página com "{{Info/Objeto|imagem=Automobile radiator.jpg|legenda={{Big|Um típico radiador automotivo.}}}} Um '''radiador''' é um dispositivo utilizado para troca de calor entre o ar atmosférico e outra substância (geralmente um líquido de arrefecimento) contida em um sistema fechado. Seu núcleo é constituído por uma série de canais (em forma de tubos ou de colméia) que permitem a passagem de ar entre eles retirando o calor do líquido, portanto quanto..."

Refrigeração a ar

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{{Info|imagem=newjug1.jpg|legenda={{Big|Exemplar de um cilindro de motor refrigerado a ar onde as aletas são essenciais para a correta dissipação térmica.}}}}

'''Refrigeração a ar''' é um [[sistema de arrefecimento]] baseado na colocação das partes mecânicas no fluxo de [[ar]] gerado pelo movimento do veículo, aproveitando os aspectos [[aerodinâmica|aerodinâmicos]].
==Características==
Frequentemente, no caso de [[motor]]es refrigerados a ar, estes são dotados de aletas ou nervuras que aumentam a superfície [[metal|metálica]] em contacto com o ar e desse modo auxiliam a [[dissipação]] térmica. As vantagens são a simplicidade por [[comparação]] com sistemas de refrigeração líquida ([[água]] ou [[óleo]] ou ambos) que exigem [[radiador]]es, condutas, vasos de expansão, [[termostato]], etc.<ref name=avweb>{{citar web |url=https://www.avweb.com/ownership/shock-cooling-myth-or-reality/ |título=Shock Cooling: Myth or Reality? |publicado=avweb.com |autor=Kas Thomas |data=1997-02-19 |página= |páginas= |acessodata=2021-11-09 |citacao= }}</ref> As desvantagens são não se obter arrefecimento com o veículo parado e maiores dilatações das peças mecânicas por aquecimento, provocando ciclos de expansão/contração mais severos, que podem acelerar a fadiga do metal.
==Ver também==
*[[Aerodinâmica]]
*[[Aerodinâmica automotiva]]
*[[Dissipador de energia térmica]]
*[[Mecânica dos fluidos]]

{{referencias}}
===Bibliografia===
* Sloan, Alfred P. (1964), McDonald, John (ed.), My Years with General Motors, Garden City, NY, US: Doubleday, LCCN 64011306, OCLC 802024. Republished in 1990 with a new introduction by Peter Drucker (ISBN 978-0385042352)
* {{citar |title=The design of fins for air-cooled cylinders |last=Biermann |first=A. E. |work=Report Nº 726
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* P V Lamarque, "The design of cooling fins for Motor-Cycle Engines". Report of the Automobile Research Committee, Institution of Automobile Engineers Magazine, March 1943 issue, and also in "The Institution of Automobile Engineers. Proceedings XXXVII, Session 1942-1943, pp 99-134 and 309-312.
* Julius Mackerle, "Air-cooled Automotive Engines", Charles Griffin & Company Ltd., London 1972.

[[Categoria:Aerodinâmica]]

Refrigeração a ar

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Refrigeração a ar

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Refrigeração a ar

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==Características==
Frequentemente, no caso de [[motor]]es refrigerados a ar, estes são dotados de aletas ou nervuras que aumentam a superfície [[metal|metálica]] em contacto com o ar e desse modo auxiliam a [[dissipação]] térmica. As vantagens são a simplicidade por [[comparação]] com sistemas de refrigeração líquida ([[água]] ou [[óleo]] ou ambos) que exigem [[radiador]]es, condutas, vasos de expansão, [[termostato]], etc.<ref name=avweb>{{citar web |url=https://www.avweb.com/ownership/shock-cooling-myth-or-reality/ |título=Shock Cooling: Myth or Reality? |publicado=avweb.com |autor=Kas Thomas |data=1997-02-19 |página= |páginas= |acessodata=2021-11-09 |citacao= }}</ref> As desvantagens são não se obter arrefecimento com o veículo parado e maiores dilatações das peças mecânicas por aquecimento, provocando ciclos de expansão/contração mais severos, que podem acelerar a fadiga do metal.
==Ver também==
*[[Aerodinâmica]]
*[[Aerodinâmica automotiva]]
*[[Dissipador de energia térmica]]
*[[Mecânica dos fluidos]]

{{referencias}}
===Bibliografia===
* Sloan, Alfred P. (1964), McDonald, John (ed.), My Years with General Motors, Garden City, NY, US: Doubleday, LCCN 64011306, OCLC 802024. Republished in 1990 with a new introduction by Peter Drucker (ISBN 978-0385042352)
* {{citar web |title=The design of fins for air-cooled cylinders |last=Biermann |first=A. E. |work=Report Nº 726
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* P V Lamarque, "The design of cooling fins for Motor-Cycle Engines". Report of the Automobile Research Committee, Institution of Automobile Engineers Magazine, March 1943 issue, and also in "The Institution of Automobile Engineers. Proceedings XXXVII, Session 1942-1943, pp 99-134 and 309-312.
* Julius Mackerle, "Air-cooled Automotive Engines", Charles Griffin & Company Ltd., London 1972.

[[Categoria:Aerodinâmica]]

Refrigeração a ar

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'''Refrigeração a ar''' é um [[sistema de arrefecimento]] baseado na colocação das partes mecânicas no fluxo de [[ar]] gerado pelo movimento do veículo, aproveitando os aspectos [[aerodinâmica|aerodinâmicos]].
==Características==
Frequentemente, no caso de [[motor]]es refrigerados a ar, estes são dotados de aletas ou nervuras que aumentam a superfície [[metal|metálica]] em contacto com o ar e desse modo auxiliam a [[dissipação]] térmica. As vantagens são a simplicidade por [[comparação]] com sistemas de refrigeração líquida ([[água]] ou [[óleo]] ou ambos) que exigem [[radiador]]es, condutas, vasos de expansão, [[termostato]], etc.<ref name=avweb>{{citar web |url=https://www.avweb.com/ownership/shock-cooling-myth-or-reality/ |título=Shock Cooling: Myth or Reality? |publicado=avweb.com |autor=Kas Thomas |data=1997-02-19 |página= |páginas= |acessodata=2021-11-09 |citacao= }}</ref> As desvantagens são não se obter arrefecimento com o veículo parado e maiores dilatações das peças mecânicas por aquecimento, provocando ciclos de expansão/contração mais severos, que podem acelerar a fadiga do metal.
==Ver também==
*[[Aerodinâmica]]
*[[Aerodinâmica automotiva]]
*[[Dissipador de energia térmica]]
*[[Mecânica dos fluidos]]

{{referencias}}
===Bibliografia===
* Sloan, Alfred P. (1964), McDonald, John (ed.), My Years with General Motors, Garden City, NY, US: Doubleday, LCCN 64011306, OCLC 802024. Republished in 1990 with a new introduction by Peter Drucker (ISBN 978-0385042352)
* {{citar web |title=The design of fins for air-cooled cylinders |last=Biermann |first=A. E. |work=Report Nº 726
|year=1941 |url=http://naca.central.cranfieled.ac.uk/report.php?NID=1815 |publisher=[[NACA]] |format=pdf }}
* P V Lamarque, "The design of cooling fins for Motor-Cycle Engines". Report of the Automobile Research Committee, Institution of Automobile Engineers Magazine, March 1943 issue, and also in "The Institution of Automobile Engineers. Proceedings XXXVII, Session 1942-1943, pp 99-134 and 309-312.
* Julius Mackerle, "Air-cooled Automotive Engines", Charles Griffin & Company Ltd., London 1972.
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[[Categoria:Aerodinâmica]]

Refrigeração a ar

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