Funcionamento dos Permutadores

Os permutadores destinam-se a efectuar a troca de calor entre dois fluidos ou entre um fluido e um sólido.

Consoante ao tipo de geometria associada à passagem do fluido podem ser :
► tubulares - um dos fluidos circula no interior de um ou mais tubos (feixe de tubos);
► de placas - os fluidos circulam num espaço limitado por superfície planas (superfícies de permuta).

Os permutadores multitubulares possuem um feixe de tubos no interior dos quais circula um fluido. O feixe de tubos está contido num invólucro - a virola. No interior da virola e exteriormente aos tubos, ou seja no corpo do permutador, circula o segundo fluido que troca calor com o primeiro.
Os permutadores podem possuir uma ou mais passagens no corpo e uma ou mais passagens nos tubos. Assim um permutador com uma passagem no corpo e duas passagens nos tubos é um permutador 1x2. Consoante a forma como se pode aceder ao feixe tubular, os permutadores podem ser de cabeça fixa ou fltuante. No caso de ser possível remover em conjunto todo o feixe de tubos, o permutador é de cabeça flutuante amovível.

Permutador multitubular 1x2 de cabeça fixa
Permutador multitubular 1x2 de cabeça flutante
Permutador multitubular 1x2 de cabeça flutante amovível

Consoante a forma como se processam os escoamentos dos 2 fluidos os permutadores podem ser divididos, conceptualmente, em
► equicorrente - o esoamento dos fluidos faz-se na mesma direcção e no mesmo sentido;
► contracorrente - o esoamento dos fluidos faz-se na mesma direcção e em sentidos opostos;
► correntes cruzadas - o esoamento dos fluidos faz-se em direcções perpendiculares.

Num permutador multitubular 1x2 o escoamento no interior dos tubos pode ser aproximado a um escoamento equicorrente em metade dos tubos e a um escoamento contracorrente na outra metade dos tubos.

A posição das entradas e das saídas num permutador influencia fortemente a troca de calor:

em dois permutadores1x2 com entradas no corpo semelhantes geometricamente mas distintas em relação à movimentação de caudais, a evolução da temperatura ao longo do trajecto do fluido no interior dos tubos é bastante distinta em cada um dos permutadores.