Projeto mecânico e análise térmica de tanques cilíndricos verticais com agitação e superfície de troca de calor - Arfelli, Silvio Luiz [UNESP] (2009)
Este estudo tem como objetivo utilizar expressões disponíveis na literatura para analisar a influência das diferentes geometrias dos tanques no coeficiente global de troca de calor. Optou-se por estudar o aquecimento do xarope de açúcar cristal por tratar-se de um produto largamente aplicado na fabricação de doces, alimentos e bebidas carbonatadas. Pesquisou-se na literatura as propriedades termodinâmicas e as características físicas do vapor d'água, da água e do xarope de açúcar, aplicados nos cálculos dos coeficientes de película e no balanço de energia do sistema térmico. Os estudos e simulações feitas com utilização do programa Geopack, para os tanques com relação T/H de 0,8 1,0 e 1,2 e impelidores com relação d/T de 02, 0,4 e 0,7, estabeleceram as faixas de valores para a rotação dos impelidores, velocidade média do produto, a capacidade de deslocamento volumétrico e a potência requerida, mantendo-se constante o número de impelidores e o nível de agitação. Aplicou-se a teoria clássica da transmissão de calor, os fundamentos da teoria da agitação, as considerações mecânicas e as equações apropriadas para o dimensionamento do tanque. Os resultados mostraram que os tanques mais esbeltos, com impelidor descentralizado, apresentam melhor aproveitamento. Concluiu-se que, na definição geométrica de um reator, a relação entre o diâmetro e a altura T/H deve ser menor que 1,0. Por sua vez, em decorrência da potência consumida, o impelidor com diâmetro igual a 0,4 do diâmetro do tanque, mostrou-se mais adequado. O emprego de pressões maiores para o vapor saturado reduz o tempo de processamento, embora possa implicar no aumento da espessura da chaparia e no consumo de combustível na caldeira.