Cálculos de trocador de calor excel

Tipos de cálculos de trocador de calor no Excel

A planilha de cálculos de trocador de calor no Excel permite que os usuários realizem diferentes tipos de cálculos de trocador de calor. Alguns dos cálculos-chave que este tipo de planilha pode realizar incluem:

• Transferência de calor: O cálculo fundamental que as planilhas de trocador de calor no Excel podem realizar é a transferência de calor. Isso envolve a quantidade de calor transferida de um fluido para outro dentro do trocador.
• Eficácia: Os usuários podem calcular a eficácia de um trocador de calor usando a planilha. A eficácia mede o quão eficientemente o trocador de calor funciona e é definida como a taxa real de transferência de calor dividida pela taxa máxima possível de transferência de calor.
• Coeficiente global de transferência de calor: O coeficiente global de transferência de calor (U) do trocador de calor determina sua capacidade de transferência de calor. O projeto do trocador de calor, o material de construção e o fator de incrustação podem afetar esse coeficiente.
• Diferença de temperatura média logarítmica: (LMTD): A diferença de temperatura entre os dois fluidos no trocador de calor pode variar ao longo de seu comprimento. O cálculo do trocador de calor pode determinar a diferença de temperatura média usando a fórmula média logarítmica.
• Número de unidades de transferência: (NTU) Os cálculos de trocador de calor no Excel podem calcular o número de unidades de transferência, que é uma quantidade adimensional que representa a eficiência do trocador de calor.
• Análise geral de desempenho: Os usuários podem analisar o desempenho do trocador de calor em questão inserindo os dados e parâmetros necessários na planilha.

Especificação e manutenção de cálculos de trocador de calor no Excel

As especificações de acordo com as quais os trocadores de calor são classificados para calcular seu desempenho são fornecidas abaixo.

• Aparelho:

  Os dois fluidos, um dos quais é normalmente o fluido do processo, que fluem pelo trocador são indicados aqui.

• Coeficiente de transferência de calor:

  O coeficiente global de transferência de calor do aparelho é mostrado aqui. O coeficiente de transferência de calor do sistema de fluidos é um componente crucial dos cálculos de desempenho do trocador de calor e ajuda a determinar os requisitos de projeto do sistema para uma troca de calor eficiente.

• Arranjo de fluxo:

  A maneira como os dois fluidos fluem em relação um ao outro é descrita aqui, seja em cálculos de trocador de calor em contracorrente ou em fluxos concorrentes.

• Eficácia:

  A capacidade do trocador de calor de transferir calor em comparação com o máximo possível é representada aqui. A transferência de calor máxima que o dispositivo pode atingir é determinada pelo projeto específico do trocador de calor, seu tamanho, o tipo de fluidos que fluem através dele e a diferença de temperatura entre os dois fluidos.

• Capacidade:

  A capacidade do dispositivo indica a capacidade do trocador de calor de lidar ou processar fluidos. Ao selecionar um trocador de calor para uma aplicação específica, a capacidade é um fator crucial a ser considerado, pois afeta a capacidade do equipamento de atender efetiva e eficientemente às demandas do processo.

• Pressão:

  A queda de pressão que ocorre à medida que os fluidos passam pelo trocador de calor é indicada aqui. Sua importância na determinação das necessidades de energia do sistema e na seleção da capacidade de bombeamento é o que torna a queda de pressão significativa. Mantendo adequadamente o trocador de calor, pode ser possível reduzir a queda de pressão do sistema e economizar energia.

O uso de ferramentas de software para gerenciar o desempenho do trocador de calor permitirá uma manutenção mais eficaz e acelerada. As dicas a seguir garantirão que o trocador seja mantido adequadamente e que as ferramentas de software de cálculo sejam utilizadas ao máximo.

• Entendendo o Aparelho:

  Conheça as especificações do aparelho. Ao entender como o trocador deve funcionar, um ponto de referência será definido para comparar quaisquer alterações no desempenho que surjam devido ao funcionamento defeituoso ou desgaste.

• Usando o Software de Cálculo:

  Utilize o software de cálculo de trocador de calor Excel o máximo possível. Certifique-se de que o banco de dados criado inclua os dados que são cruciais para o desempenho do aparelho específico com o qual você está trabalhando.

• Rastreamento de Parâmetros-chave:

  Acompanhe cuidadosamente as alterações nos parâmetros-chave, como coeficiente de transferência de calor, coeficiente global de transferência de calor, queda de pressão e capacidade ao longo do tempo. Grafique essas mudanças com a ajuda do software, pois pode permitir que técnicos e engenheiros prevejam quaisquer quedas ou elevações anormais nos valores. As anomalias podem alertar os usuários sobre algo mais do que matemática; elas também podem indicar a necessidade de manutenção imediata do trocador em questão. Dessa forma, o software de cálculo pode ajudar a melhorar a vida útil e a eficiência do trocador.

• Alertas:

  Muitas soluções de software agora disponíveis no mercado permitem que os usuários configurem alertas para avisá-los sempre que os parâmetros de desempenho-chave estiverem próximos dos limites críticos. Isso pode ajudar a evitar a falha das peças no trocador que são mais comumente desgastadas e ajudar na programação proativa da manutenção para evitar a paralisação do processo de produção.

Cenários de uso de cálculos de trocador de calor no Excel

• Projeto e otimização de processos industriais:

  O cálculo do trocador de calor é importante durante o projeto e a otimização do processo industrial. Durante isso, os engenheiros usarão os cálculos para determinar o tipo e o tamanho adequados do trocador de calor. Além disso, eles otimizarão seu desempenho e darão suporte ao diagrama de fluxo do processo. Isso é importante para reduzir os custos operacionais, aumentar a eficiência do sistema e minimizar os impactos ambientais. Com base nos resultados do cálculo, os engenheiros podem fazer alterações para melhorar a transferência de calor, a alocação de fluidos e o projeto do trocador.

• Solução de problemas e análise do sistema:

  Os cálculos do trocador de calor podem fazer parte de uma análise de solução de problemas. Essencialmente, se um sistema opera abaixo das expectativas, as calculadoras de trocador de calor ajudarão a determinar as causas potenciais dos problemas. Ele identificará áreas no trocador de calor que têm desempenho inferior. Com isso, os usuários podem obter uma melhor compreensão do comportamento do fluido e das características de transferência de calor no sistema. Os usuários podem encontrar propostas de solução após uma revisão detalhada do desempenho do trocador de calor.

• Retrofit e substituição de equipamentos:

  Em casos em que há necessidade de substituição ou retrofit de equipamentos, os cálculos de trocador de calor no Excel mostrarão o desempenho dos trocadores existentes. Isso ajudará na seleção de substituições mais adequadas para melhor eficiência. Os cálculos do trocador de calor também podem ser usados para avaliar os efeitos do retrofit de equipamentos. Isso mostrará como adicionar ou alterar um trocador em um sistema melhorará sua transferência de calor e desempenho geral. Com os cálculos, os usuários podem avaliar melhor o benefício e a viabilidade técnica de realizar um retrofit ou substituição.

Como escolher cálculos de trocador de calor no Excel

Para que os compradores forneçam um trocador de calor adequado para a aplicação industrial, eles também podem usar uma ferramenta de cálculo de trocador de calor no Excel. Algumas diretrizes para selecionar a máquina.

• Entenda os requisitos do processo: É importante conhecer o processo industrial que os candidatos normalmente utilizam. Os tipos de fluido, taxas de fluxo, temperaturas de entrada e saída dos fluidos e as alterações de temperatura desejadas também devem ser incluídas. As qualidades dos fluidos de trabalho, como viscosidade e pressão, também precisam ser consideradas. Entender os tipos de aplicação é essencial para selecionar o trocador de calor que funcione bem com a capacidade dos sistemas industriais.
• Analise diferentes tipos de trocadores de calor: Tanto as necessidades do comprador quanto o papel do trocador de calor no processo determinam os tipos de trocadores de calor adequados. Por exemplo, um trocador de calor de placas funciona bem para alta eficiência de transferência de calor. Por outro lado, um trocador de calor de casco e tubo pode suportar altas temperaturas e pressões.
• Determine o dimensionamento e o desempenho: A área do trocador de calor deve ser calculada com base nos requisitos do processo usando a ferramenta de cálculo do trocador de calor. Além disso, o coeficiente de transferência de calor esperado, a queda de pressão e o coeficiente global de transferência de calor também devem ser avaliados para garantir o desempenho da máquina.
• Considere padrões e códigos de projeto: Os compradores precisam cumprir os padrões e regulamentos da indústria que regem o projeto e a construção de trocadores de calor. Escolha os modelos de projeto que cumpram os códigos aplicáveis para garantir segurança, eficiência e conformidade ambiental.
• Avalie as opções de materiais e construção: Os materiais do trocador de calor devem ser compatíveis com o fluido usado e resistir à corrosão e à erosão. Os compradores podem escolher opções de construção alinhadas com os cronogramas e orçamentos do projeto, como soluções pré-fabricadas ou personalizadas.
• Avalie as capacidades do fornecedor: Os compradores devem selecionar fornecedores confiáveis de trocadores de calor que tenham experiência na indústria. Os fornecedores podem apoiar os compradores com engenharia, instalação e suporte pós-venda. Considere a capacidade de personalização dos fornecedores e resposta rápida para atender às demandas exclusivas do comprador.

Perguntas e respostas sobre cálculos de trocador de calor no Excel

P1: Qual é a função de um trocador de calor?

A1: A função principal de um trocador de calor é transferir calor entre dois ou mais fluidos sem misturá-los. Os trocadores de calor podem ajudar os componentes do fluido a ganhar calor ou perder calor, dependendo do tipo e da finalidade do trocador de calor a ser usado.

P2: Por que o projeto do trocador de calor é importante?

A2: O projeto do trocador de calor é crucial porque garante uma transferência de calor eficiente, minimiza as perdas de energia, otimiza o uso de recursos e atende aos padrões e regulamentos de segurança da indústria.

P3: Qual software é usado para o projeto de trocador de calor?

A3: Existem várias ferramentas de software disponíveis que podem criar projetos de trocador de calor, incluindo HTRI, Aspen Energy Analyzer, ESDU e Keller.

P4: Como os trocadores de calor são calculados?

A4: Geralmente, ao calcular a capacidade e o desempenho de um trocador de calor, são incluídos parâmetros como o coeficiente global de transferência de calor, a área da superfície necessária, a taxa de transferência de calor e a diferença de temperatura média logarítmica. Com esses parâmetros e certas fórmulas, o desempenho de um trocador de calor pode ser calculado.

P5: Quais os tipos de trocadores de calor que existem?

A5: Existem dois tipos principais de trocadores de calor: trocadores de calor indiretos e diretos. Os trocadores de calor indiretos incluem trocadores de calor de casco e tubo, trocadores de calor de placas, trocadores de calor espirais, trocadores de calor refrigerados a ar, etc. Os trocadores de calor diretos também são conhecidos como trocadores de calor mistos. Eles incluem trocadores de calor que usam um gás intermediário, como um regenerador ou um trocador de calor de tubo duplo.