2- Qual é a característica principal que distingue um trocador de calor compacto? Cite aplicações.
Passo 1
O enunciado pergunta qual é a característica principal que distingue um trocador de calor compacto e pede para citar aplicações. O conteúdo aqui é a definição de “compacto” em trocadores de calor, que se baseia na densidade de área de troca térmica (área por volume).
Passo 2
Um trocador de calor é um equipamento projetado para transferir calor entre dois fluidos a temperaturas diferentes, sem que eles se misturem. A classificação “compacto” não depende do tamanho físico absoluto, mas sim da quantidade de área de troca térmica que se consegue em um dado volume de equipamento.
Passo 3
A característica principal de um trocador de calor compacto é a elevada densidade de área superficial, dada por
onde
é a área de troca térmica total e
é o volume ocupado pelo trocador. Valores típicos ficam entre
e
.
Passo 4
Essa alta densidade de área é obtida com passagens estreitas (pequeno diâmetro hidráulico) e superfícies ampliadas (aletas, microcanais, geometrias finas), o que resulta em:
- coeficientes de transferência de calor elevados;
- baixos volumes e peso reduzido;
- maior queda de pressão, que deve ser balanceada pelo projeto;
- uso de materiais e técnicas de fabricação específicas (ex.: laminação, usinagem de microcanais, soldagem a difusão).
Passo 5
Algumas aplicações típicas de trocadores de calor compactos:
- no setor automotivo: radiadores, condensadores de ar-condicionado e intercoolers;
- em HVAC e refrigeração industrial: condensadores, evaporadores e recuperadores de calor de gases;
- em eletrônica de potência e CPUs: dissipadores de calor com microcanais e heat pipes;
- na indústria aeroespacial e aviação: trocadores de ar de cabine, sistemas de pressurização e resfriamento de turbinas;
- em processos químicos e petroquímicos: recuperadores de calor de gases de exaustão e resfriadores de corrente de gás;
- em células a combustível e sistemas criogênicos: stacks com microcanais para gerenciamento térmico.
Resposta
A característica principal de um trocador de calor compacto é a sua alta densidade de área de troca térmica
, obtida por geometrias com canais estreitos e superfícies aumentadas. Algumas aplicações incluem radiadores e intercoolers automotivos, condensadores e evaporadores em HVAC, dissipadores de eletrônica de potência, trocadores de ar em aviação, recuperadores de calor industriais e gestores térmicos em células a combustível.