Existem dois tipos principais de permutadores de calor aquecidos a vapor, uma das soluções mais utilizadas na indústria, precisamente devido à sua esterilidade e facilidade de regulação, bem como ao seu elevado poder calorífico.
Estes dois tipos de permutadores de calor utilizados para aquecimento e aplicações de processo que utilizam vapor são:
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Permutador de calor do tubo
Tradicionalmente, o permutador de calor de casco e tubo tem sido utilizado para muitas aplicações de aquecimento e processo utilizando vapor em uma ampla gama de indústrias. É robusto e muitas vezes "super-engenheirado" para o trabalho.
Tem tendência a ter massa inerentemente alta e grande histerese térmica, o que pode dificultar o seu manuseio para algumas aplicações críticas.
Os trocadores de calor tubulares são muitas vezes muito grandes na instalação inicial, principalmente devido aos grandes fatores de sujeira aplicados durante o cálculo. Em trocadores de calor em que o vapor passa através dos tubos, os tubos tendem a ter uma baixa velocidade de transferência, o que reduz a taxa de transferência de calor:
- Turbulência.
- Fadiga de metal nas paredes dos tubos.
- O transmissão de calor.
Esta baixa velocidade também tende a não limpar as superfícies dos tubos. Portanto, geralmente, são aplicados fatores de entupimento elevados na fase de projeto, o que resultará em superdimensionamento.
Devido a este sobredimensionamento, a pressão real de vapor após a instalação é muitas vezes muito mais baixa do que o esperado. Se isto não for previsto, a purgador podem não ter o tamanho correto e os tubos de vapor podem ficar entupidos com condensado, causando um controle errático e mau desempenho.
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O permutador de calor de placas
Os permutadores de calor de placas são uma alternativa útil. Eles são relativamente pequenos e leves, e são extremamente rápidos a responder a mudanças nas cargas térmicas. Quando bem concebidos, não tendem a ser sujos, mas se o fizerem, podem ser facilmente desmontados, limpos e devolvidos ao serviço.
Comparados aos trocadores de calor de casco e tubo, eles podem operar a pressões mais baixas para o mesmo serviço, mas devido às suas características de alta transferência de calor e menor necessidade de superdimensionamento, eles são ainda menores e menos caros que um trocador de calor de casco e tubo comparável.
Portanto, os permutadores de calor de placas (quando devidamente concebidos para funcionamento a vapor) são mais adequados economicamente para quedas de alta pressão através de válvulas de controlo do que os seus homólogos tubulares. Isto pode dar a vantagem de usar válvulas de controlo menor e menos caro, minimizando o custo do próprio permutador de calor.
Em geral, é melhor projetar o sistema para que o permutador de calor de placas seja operado com um queda de pressão crítica (ou com a maior queda de pressão possível) através da válvula de controle a plena carga.
Deve-se notar que nem todos os permutadores de calor de placas são adequados para uso com vapor. É muito fácil comprar um permutador de calor concebido para funcionar com líquidos e assumir erradamente que funcionará perfeitamente quando aquecido com vapor.
A seleção correta ao usar vapor não é apenas uma questão de compatibilidade de pressão/temperatura. Os bons fabricantes têm o conhecimento necessário e devem sempre ser procurados quando o vapor é a principal fonte de energia.
Se você quiser saber mais sobre os tipos de trocadores de calor ou o uso de trocadores de calor, por favor, entre em contato conosco. permutadores de calor de vapor para a optimização do controlo da temperatura em processos industriaissubscreva o Boletim Informativo Steam for IndustryO Vapor Industrial, um recurso para receber mais conteúdo sobre as novas tendências do vapor industrial, com artigos como o dimensionamento da válvula de vapor usando queda de pressão arbitrária.
Dimensionamento de válvulas de vapor usando queda de pressão arbitrária
