Avaliação do desempenho termo-hidráulico de trocadores de calor de tubos concêntricos corrugados em espiral no resfriamento de suco de laranja concentrado.
| Ano de defesa: | 1995 |
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| Tipo de documento: | Tese |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
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Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
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| Programa de Pós-Graduação: |
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| País: |
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-26112025-161038/ |
Resumo: | Um novo conceito de trocador de calor foi avaliado quanto ao desempenho termo-hidráulico no resfriamento de suco de laranja concentrado 65ºC brix. Foram utilizados trocadores de calor do tipo cartucho com superfícies modificadas, de quatro tubos concêntricos, formando três anulos, com o suco escoando no anulo intermediário entre dois anulos com refrigerante a -13ºC. Foram estudadas duas distâncias radiais, gap: 4,25 mm e 10,6 mm; duas temperaturas de entrada do suco: 25ºC e 8ºC para a nulo em três condições: duas paredes corrugadas em espiral, uma parede corrugada e, duas paredes lisas. Determinou-se a perda de carga em função da vazão, calcularam-se os coeficientes globais de transferência de calor e aplicou-se um critério de avaliação visando a comparar o desempenho das superfícies modificadas em relação a lisa, para igual potência de bombeamento. Geometrias lisas e/ou de maior gap mostraram o fenômeno da má distribuição no fluxo. Geometrias corrugadas proporcionaram um aumento do fator de fricção de ate 250% em relação a lisa. Para a temperatura de entrada do suco de 25ºC e gap 4,25 mm, as geometrias corrugadas possibilitaram obter taxas de transferencia de calor de até 4,5 vezes maiores. Entretanto, para a temperatura de entrada do suco de 8ºC as corrugações não mostraram efetividade. |
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Avaliação do desempenho termo-hidráulico de trocadores de calor de tubos concêntricos corrugados em espiral no resfriamento de suco de laranja concentrado.Untitled in englishHeat exchangersOrange juiceSuco de laranjaTrocadores de calorUm novo conceito de trocador de calor foi avaliado quanto ao desempenho termo-hidráulico no resfriamento de suco de laranja concentrado 65ºC brix. Foram utilizados trocadores de calor do tipo cartucho com superfícies modificadas, de quatro tubos concêntricos, formando três anulos, com o suco escoando no anulo intermediário entre dois anulos com refrigerante a -13ºC. Foram estudadas duas distâncias radiais, gap: 4,25 mm e 10,6 mm; duas temperaturas de entrada do suco: 25ºC e 8ºC para a nulo em três condições: duas paredes corrugadas em espiral, uma parede corrugada e, duas paredes lisas. Determinou-se a perda de carga em função da vazão, calcularam-se os coeficientes globais de transferência de calor e aplicou-se um critério de avaliação visando a comparar o desempenho das superfícies modificadas em relação a lisa, para igual potência de bombeamento. Geometrias lisas e/ou de maior gap mostraram o fenômeno da má distribuição no fluxo. Geometrias corrugadas proporcionaram um aumento do fator de fricção de ate 250% em relação a lisa. Para a temperatura de entrada do suco de 25ºC e gap 4,25 mm, as geometrias corrugadas possibilitaram obter taxas de transferencia de calor de até 4,5 vezes maiores. Entretanto, para a temperatura de entrada do suco de 8ºC as corrugações não mostraram efetividade.A new concept of heat exchanger was evaluated in relatiom to the thermal-hydraulic performance to cool down 65ºBrix concentrated orange juice. The heat exchangers used were the cartridge type with enhanced surfaces. It has four concentric tubes forming three annuli in which the flow of juice passed between each two annuli with coolant at -13ºC. Two gaps: 4.25 mm and 10.6 mm, two entrance temperature of COJ: 25ºC and 8ºC and three annuli surface conditions: two spirally-corrugated walls, one spirally-corrugated-wall and smooth annulus, were studied. The flow rate and pressure drop were determinated. The global heat transfer coefficients were calculated and a performance evaluation criteria-PEC was applied. The last one stablishes the ratio of heat transfer for modified and smooth surfaces for equal pumping Power. Smooth geometries and large gaps configurations showed the maldistribuition flow phenomena. The friction factor for corrugated surfaces increased up to 250% as compared as smooth one. For huice entrance at 25ºC the global heat transfer coefficients observed with gap of 4.25 mm were significativelly higher in spirally-corrugated anulli. In this condition the improvement in heat transfer according to the PEC used, was up to 4.5 times increased. However at 8ºC the corrugations had no effect.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPVitali, Alfredo de AlmeidaVendruscolo, Joao Luiz Silva1995-03-31info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-26112025-161038/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2025-11-26T18:16:12Zoai:teses.usp.br:tde-26112025-161038Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212025-11-26T18:16:12Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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