Análise do desempenho de um trocador de calor de aquecimento de água de desengraxe
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Data
2021-08-19Orientador
Altafini, Carlos Roberto
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O pré-tratamento em uma linha de pintura e-coat é fundamental para preparar a superfície do substrato que vai receber a pintura por eletrodeposição. Nesse processo é necessário observar vários parâmetros que servem de indicativo para uma boa qualidade final na peça, um dos quais é a temperatura da água de desengraxe, que deve estar em torno de 65 °C (± 2 °C) para que consiga desengordurar as peças e garantir uma boa aderência do fosfato de ferro, para posterior pintura. Este trabalho avaliou o sistema de aquecimento da água de desengraxe de um tanque com volume de 79 m³, com o objetivo de diminuir o tempo de aquecimento da temperatura em torno de 40 °C até a temperatura de trabalho, que é em torno de 65 °C, com foco no trocador de calor, avaliaram-se duas situações, condição atual com a configuração de 14 placas no trocador de calor e área de troca térmica de 2,6 m², e a condição proposta com o aumento do número de placas para 23, o que alterou a área de troca térmica para 4,4 m². Para avaliação do trocador de calor, foram estimadas as vazões de entrada e saída do trocador de calor por meio das curvas características das bombas de desengraxe e da água quente a 90 °C proveniente da caldeira, para ambas as condições. Os dados de pressão e temperatura foram medidos nos equipamentos já instalados no sistema, com auxílio de manômetros e termômetros. Com os dados obtidos, foram calculados os coeficientes globais de transferência de calor pelo método da diferença de temperatura média logarítmica, sendo que para a condição atual obteve-se o valor de 6897 W/m².K e 7463 W/m².K na condição com trocador de calor com mais placas. Na efetividade térmica do trocador de calor se observou uma melhora de 0,48 para 0,63. No comparativo da rampa de aquecimento da condição atual para o teste, teve-se uma diferença de 45 minutos, na condição atual foram necessárias 7h30min para chegar ao setpoint de 65 °C, já na condição de trocador com mais placas foram necessárias 6h45min. Como pode-se observar através dos dados apurados de coeficiente convectivo, efetividade térmica e tempo de aquecimento da água de desengraxe, houve uma melhora em todos os aspectos, especialmente por ter sido alcançado uma redução de 10% no tempo de aquecimento, que também reflete na redução do consumo de gás combustível na caldeira e um aumento de produtividade. [resumo fornecido pelo autor]