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Locomotivas de troca de calor são dispositivos projetados para transferir calor entre dois ou mais fluidos. As locomotivas de troca de calor são categorizadas de acordo com sua construção, operação e aplicações.
Locomotiva de troca de calor de casco e tubo
Ela possui um casco cilíndrico com duas chapas de tubo opostas. Dentro do casco, existem feixes de tubos paralelos. Um fluido flui pelos tubos, enquanto o outro fluido flui no casco em torno dos tubos. O método é usado principalmente na indústria de refino de petróleo.
Locomotiva de troca de calor de arrefecimento por ar
O dispositivo usa ar ambiente para resfriar fluidos ou gases. Possui cabeçotes, tubos com aletas e um ventilador, que às vezes é opcional. Eles são comumente usados na indústria petroquímica para resfriar gases de processo, óleo ou vapor.
Locomotiva de troca de calor de placas
Ela consiste em uma série de placas finas que são montadas juntas para formar canais. Dois fluidos fluem em direções opostas nos canais, e a transferência de calor ocorre através das placas. O dispositivo é amplamente utilizado na indústria de processamento de alimentos para pasteurização, esterilização e aplicações de refrigeração.
Locomotiva de troca de calor de duplo tubo
Como o nome sugere, o dispositivo consiste em dois tubos, um dos quais está localizado dentro do outro. Eles são simples e compactos, o que os torna adequados para aplicações em pequena escala, como sistemas residenciais e automotivos.
Locomotiva de troca de calor a vácuo
O dispositivo opera usando um vácuo para reduzir as temperaturas de ebulição e condensação. Isso torna a transferência de calor eficiente e, por essa razão, o dispositivo é popular no processamento de alimentos e refino de petróleo.
Locomotiva de troca de calor adiabática
O dispositivo transfere calor sem perder calor para o ambiente. As locomotivas de troca de calor adiabáticas são usadas em indústrias de geração de energia, refrigeração e processamento químico.
As especificações da locomotiva de troca de calor podem variar dependendo do modelo e do fabricante. As seguintes são algumas especificações padrão suficientes para orientação ao comprar.
Tipo de estrutura
Os trocadores de calor geralmente têm trocadores de calor de casco e tubo e trocadores de calor refrigerados a ar. O tipo de estrutura decide como o equipamento transfere e recebe calor.
Capacidade
As unidades de trem do trocador de calor da locomotiva têm capacidades diferentes para absorver e liberar calor. As capacidades são medidas em quilowatt (KW) ou BTU por hora. Uma classificação mais alta significa que mais calor pode ser transferido, o que é ideal para motores maiores.
Classificação de pressão
A classificação de pressão determina a pressão na qual o componente da locomotiva de troca de calor pode funcionar. Os compradores encontrarão classificações como 1,0 MPa, 1,6 MPa ou 2,5 MPa. Classificações de pressão mais altas oferecem um ajuste seguro em motores de trem de alta pressão.
Coeficiente de transferência de calor
Este coeficiente indica a eficiência com que a parte da locomotiva de troca de calor transfere calor. Um componente com um coeficiente alto pode trocar calor de forma mais eficaz, levando a um melhor desempenho do motor.
Materiais
O material impacta a durabilidade do componente da locomotiva e a compatibilidade com o fluido da locomotiva. Os materiais comuns incluem aço inoxidável, titânio e aço carbono.
A manutenção da locomotiva de troca de calor garante que o componente continue funcionando bem por muitos anos. Aqui estão algumas sugestões simples de manutenção que os mecânicos de trem podem seguir.
Inspeções regulares
Os técnicos devem estabelecer um cronograma para inspeções frequentes dos componentes. Eles devem procurar sinais de desgaste, corrosão, vazamento e incrustações. Uma rápida verificação visual pode ajudar a evitar problemas sérios que reduzem a velocidade do trem.
Limpeza
Os trocadores de calor geralmente desenvolvem depósitos de incrustações com o tempo, o que reduz a eficiência da transferência de calor. As equipes de manutenção de trens devem aplicar o processo de limpeza química regularmente para remover as incrustações minerais. Isso mantém a taxa de transferência de calor alta e o trem funcionando suavemente.
Conserto imediato
Ao realizar inspeções regulares, os mecânicos de trem devem prestar atenção a pequenos sinais como arranhões ou vazamentos. Os reparos devem ser feitos imediatamente para evitar danos maiores ou falha do motor do trem. Quanto mais cedo os técnicos fizerem os reparos, mais tempo de vida o trocador de calor terá.
Registros de manutenção
Mantenha um registro detalhado de todas as tarefas de manutenção realizadas no trocador de calor e nas peças do motor da locomotiva. Os registros devem incluir datas de inspeção, datas de limpeza, cronogramas de substituição e quaisquer reparos realizados. Esta documentação ajuda a rastrear o histórico de serviço do componente. Também melhora o programa de manutenção da locomotiva.
Os motores de locomotivas diesel modernos empregam uma potente locomotiva de troca de calor, também chamada de intercooler ou turbocompressor, que aumenta o desempenho geral do trem, reduzindo a temperatura do motor e aumentando a saída de energia. Eles são frequentemente usados para resfriar o ar comprimido entre o turbocompressor e a entrada do motor. Os trocadores de calor de aquecimento e resfriamento facilitam a manutenção da temperatura de uma locomotiva transferindo calor de um componente para outro, por meio de água, óleo ou ar.
Os trocadores de calor que usam água geralmente são equipados com aletas de resfriamento ou componentes nervurados, pois a água tem uma capacidade muito maior de manter o calor do que outros meios. Os trocadores de calor à base de óleo, ou aqueles que utilizam graxa, geralmente não são nervurados; como a graxa e o óleo têm condutividade térmica mais baixa, os tubos que transportam óleo podem ser lisos. Os trocadores de calor à base de ar ou ambiente podem ser reconhecidos por suas estruturas com aletas ou nervuradas, que permitem que o ar passe e absorva calor por convecção natural ou forçada. Alguns projetos combinam duas ou mais formas de troca de calor, como o trocador de calor de fluxo cruzado. Um modelo híbrido como este é geralmente muito compacto e adequado para uso em um motor de locomotiva diesel.
Os trocadores de calor frequentemente têm uma ampla variedade de usos além de simplesmente resfriar o motor diesel da locomotiva. O método de transferência de calor determinará o projeto e o uso do dispositivo específico de troca de calor, como se ele é usado para resfriamento, aquecimento, condensação de vapor ou recuperação de calor. As locomotivas podem ter vários trocadores de calor de trabalho que facilitam a condução suave de trabalhos multifuncionais. Alguns desses aparelhos são os economizadores e condensadores muito importantes, que ajudam a recuperar energia térmica do vapor para aquecer a caldeira novamente para produzir mais vapor, o que eventualmente também ajudará a economizar combustível no processo.
Outro trocador de calor muito importante encontrado em muitas locomotivas em funcionamento é o superaquecedor. Os trocadores de calor como esses usam o mesmo princípio de transferência de calor para aquecer o vapor superaquecido, que tem uma saída de energia muito maior e pode ajudar a economizar custos de combustível.
Se o trocador de calor tiver uma capacidade de resfriamento de 3000 BTU ou mais, é provável que ele tenha seu próprio ventilador. De maneira geral, se os refrigeradores ou radiadores forem menores, eles serão encontrados com tubos de fluxo cruzado.
Ao usar um trocador de calor de resfriamento, é preciso garantir que a passagem de fluxo do refrigerante não seja obstruída por sujeira ou qualquer outro material desse tipo, pois isso pode prejudicar a função da locomotiva.
Entenda suas necessidades:
Antes de começar a procurar locomotivas de troca de calor em plataformas como Alibaba.com, é melhor fazer uma lista das necessidades funcionais. Pense em coisas como: Que tipo de trocador de calor o trem precisa? É algo pequeno como um trocador de calor de placas ou algo grande e robusto como um trocador de calor de casco e tubo? Quais são os requisitos de transferência de calor? Quanto calor precisa ser movido de um material para outro? Qual é a temperatura e pressão máximas com as quais o trocador de calor funcionará? Quais são os limites de espaço para instalar o trocador de calor no trem?
Seleção de materiais:
Escolha os materiais certos para o trocador de calor com base nas necessidades do trem e no orçamento da viagem. Os materiais comuns incluem aço inoxidável, aço carbono, cobre e ligas de alumínio.
O aço inoxidável é bom para evitar ferrugem e corrosão, enquanto o aço carbono é forte e barato, mas pode precisar de revestimentos para resistir à ferrugem. As ligas de cobre e alumínio são leves e têm boa transferência de calor, tornando-as adequadas para trocadores de calor compactos de alta eficiência.
Design e tecnologia:
Procure designs e tecnologias modernos que aumentem a eficiência e o desempenho do trocador de calor. Opte pelos trocadores de calor com designs eficientes como placa/aleta ou manga rosqueada. Considere selecionar aqueles com designs destacáveis fáceis de reparar também.
P1: Como um trocador de calor funciona em uma locomotiva?”
A1: O funcionamento de um trocador de calor em uma locomotiva depende do tipo. Em um trocador de calor de fluxo cruzado simples, dois fluxos de fluido se movem perpendicularmente um ao outro. À medida que fluem, o calor é transferido do fluxo mais quente para o mais frio até que atinjam a temperatura desejada. Por outro lado, em um trocador de calor de casco e tubo, um fluido flui pelo tubo enquanto outro passa pelo casco. A combinação dos tubos e do casco forma uma barreira que permite a transferência de calor. Finalmente, em um trocador de calor de placas, dois fluidos fluem por placas alternadas. As placas se juntam e delimitam espaços, o que permite que o calor flua de um fluido para outro.
P2: Quais são os benefícios dos trocadores de calor de locomotivas?”strong>
A2: Os trocadores de calor são componentes críticos nas locomotivas. Eles ajudam a gerenciar a temperatura dissipando calor para o ambiente ou absorvendo calor do ambiente. Esse controle melhora o desempenho dos motores de locomotivas. Os trocadores de calor também impedem o superaquecimento da locomotiva, permitindo que o calor se dissipe rapidamente. Isso protege os componentes da locomotiva e garante sua longevidade.
P3: Quais são os sinais de um trocador de calor de locomotiva com falha?
A3: Um trocador de calor de locomotiva com falha pode causar muitos problemas. Um dos sinais mais perceptíveis é um aumento de temperatura. O trocador de calor não consegue mais dissipar ou absorver o calor, e assim, a temperatura aumenta. O trocador de calor também pode vazar ou desenvolver rachaduras. Rachaduras e vazamentos no trocador de calor da locomotiva podem ser detectados inspecionando a unidade de perto. Também pode haver acúmulo de refrigerante na locomotiva. Esse acúmulo ocorre porque o refrigerante não consegue fluir pelo trocador de calor devido às rachaduras ou obstruções. Se o trocador de calor não for consertado ou substituído, a locomotiva pode sofrer danos mais graves.
