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Um **tubo de serpentina de trocador de calor** transfere calor entre dois ou mais fluidos. Existem várias maneiras de classificar serpentinas de trocador de calor, como por arranjo de fluxo, design mecânico, princípio de operação, etc.
Por Arranjo de Fluxo
Refere-se a como os fluidos se movem dentro do trocador de calor. Normalmente, dois ou mais fluidos trocam calor em um arranjo paralelo, contracorrente ou transversal. Serpentinas de trocador de calor com trocadores de calor de fluxo paralelo possuem canais de entrada na mesma direção. Os trocadores de calor contracorrente possuem canais que fluem em direções opostas. Os trocadores de calor transversais possuem canais que se cruzam.
Por Design Mecânico
De acordo com a forma como são construídas, as serpentinas de trocador de calor podem ser classificadas como casco e tubo, placa, quadro, tubo ou design de aleta. Os feixes de tubos em trocadores de calor casco e tubo são envoltos em cascos. Um fluido flui pelo tubo, e o outro flui pelo casco. O calor é então trocado entre os dois. Serpentinas de trocador de calor de placas, por outro lado, usam placas finas em vez de tubos para separar os canais de fluxo de fluido. Este design aumenta a área da superfície para maior eficiência de transferência de calor. Serpentinas de trocador de calor com aletas possuem aletas de metal estendidas nos tubos. As aletas aumentam a área da superfície e melhoram o desempenho da transferência de calor.
Por Princípio de Operação
Tubos de serpentina de trocador de calor também podem ser distinguidos por seus princípios de operação. Serpentinas de trocador de calor recuperativas recuperam calor de correntes de calor residuais ou de baixo valor e o transferem para correntes de calor valiosas. Serpentinas de trocador de calor regenerativas armazenam calor em reservatórios térmicos antes de liberá-lo para as correntes de fluido. Trocadores de calor transversais possuem um ou mais canais perpendiculares. Eles são frequentemente usados em trocas de calor ar-líquido ou ar-ar.
Além disso, tubos de serpentina de trocador de calor podem ser classificados em tipos diretos e indiretos, entre outros fatores, como o material usado para fazer o tubo de serpentina de trocador de calor.
Os trocadores de calor possuem diferentes especificações dependendo do tipo e aplicação. As seguintes são algumas das especificações padrão.
Material de Construção
O material de construção do trocador de calor afeta sua compatibilidade com diferentes fluidos e cenários operacionais. Por exemplo, o trocador de calor de aço carbono é ideal para indústrias que lidam com materiais não corrosivos. Por outro lado, as indústrias que manipulam substâncias corrosivas usarão trocadores feitos de materiais como Hastelloy ou Inconel.
Pressão de Operação
A pressão de operação típica do trocador de calor está entre 0 e 1.000 bar. Alguns podem chegar a 2.000 bar. A pressão afeta o desempenho e a durabilidade de um trocador de calor. Mais importante ainda, uma alta pressão do trocador de calor pode provocar vazamentos e estouros de fluido.
Temperatura de Operação
A temperatura de operação de um trocador de calor determina quais aplicações industriais ele pode atender. Por exemplo, uma unidade com alto ponto de fusão funcionará bem em um trocador de calor de óleo e gás. Ao contrário, um trocador de calor à base de polímero terá uma tolerância de temperatura mais baixa. Tal trocador de calor atenderá à finalidade de evitar perda de calor em residências.
Área de Transferência
A área da superfície dos trocadores de calor afeta diretamente a eficiência da transferência de calor. Os trocadores com grandes áreas de transferência transferirão calor eficientemente entre os fluidos. Essas unidades acomodarão grandes volumes em refinarias de petróleo e fábricas de processamento químico. Por outro lado, áreas de superfície menores são ideais para sistemas residenciais de HVAC.
Configuração
Os trocadores de calor possuem diferentes configurações. Eles podem ser compactos, de placas planas, casco e tubo ou refrigerados a ar. A configuração da unidade afeta, em última análise, seu desempenho, capacidade e adequação a uma determinada aplicação.
O desempenho do trocador de calor afeta todo o sistema industrial. Portanto, a inspeção oportuna e a manutenção preventiva da unidade são importantes. Abaixo estão algumas dicas de manutenção a serem consideradas.
Inspeção Periódica
Os usuários devem verificar se há sinais de danos, vazamentos ou anormalidades. Eles também devem monitorar o impacto do desempenho do dispositivo de troca e fazer ajustes conforme necessário.
Limpeza
Os trocadores de calor são propensos ao acúmulo de sujeira, como graxa, incrustações, poeira e resíduos. Tal acúmulo pode reduzir a eficiência da transferência de calor. Portanto, os usuários devem limpar o dispositivo periodicamente para manter o desempenho e a eficiência ideais. O método de limpeza deve depender do tipo de trocador de calor em questão.
Garantir boa circulação de ar
Um dispositivo de troca funciona bem em um ambiente atmosférico. A circulação de ar adequada garante que não haja acúmulo de umidade. Isso previne a corrosão e mantém o crescimento microbiano sob controle.
Garantir montagem e fixação adequadas
A montagem e a fixação tendem a se soltar com o tempo devido ao uso constante. Verifique periodicamente os fixadores e conexões para evitar vazamentos e garantir a transferência de calor adequada.
Tubos de serpentina de trocador de calor podem ser usados em várias aplicações e indústrias. Aqui estão alguns de seus cenários de uso.
Na indústria de HVAC, tubos de serpentina de trocador de calor são usados em condicionadores de ar, bombas de calor e chillers para transferir calor entre serpentinas de refrigerante e ar interno/externo. Isso torna o ambiente fresco ou quente dependendo da condição climática. Em sistemas de aquecimento central, serpentinas de trocador de calor transferem calor de caldeiras ou fornos para aquecer o ar ou a água que é distribuída na casa para manter uma temperatura confortável.
Na indústria de encanamento, tubos de serpentina de trocador de calor são usados em aquecedores de água para transferir calor do elemento de aquecimento para a água. Isso permite que o usuário tenha água quente sob demanda para uso em cozinhas e banheiros. Em sistemas de aquecimento hidráulico, os trocadores de calor transferem calor para a água que é usada para aquecer os quartos através do piso radiante ou aquecedores de base.
Na indústria de processamento de alimentos, tubos de serpentina de trocador de calor pasteurizam produtos como suco e leite, aquecendo-os a uma temperatura específica e depois resfriando-os. Isso aumentará sua vida útil sem comprometer sua qualidade.
Em plantas de processamento químico, serpentinas de trocador de calor lidam com reações químicas que requerem temperaturas precisas. Eles podem ser usados em reatores, colunas de destilação e evaporadores. Em refinarias petroquímicas, serpentinas de trocador de calor ajudam a separar compostos em diferentes camadas ou frações.
Em usinas de energia, tubos de serpentina de trocador de calor são usados em usinas nucleares, de combustíveis fósseis e geotérmicas para transferir calor do vapor gerado durante a combustão ou fissão nuclear para a água. A água então ferverá para produzir vapor que fará girar a turbina e gerará eletricidade.
Existem algumas dicas que os compradores devem ter em mente ao selecionar tubos de serpentina de trocador de calor para suas aplicações pretendidas.
Material do tubo
Na maioria dos casos, o desempenho de um tubo de trocador de calor é afetado pelo material usado para fabricá-lo. Escolha um material que seja forte o suficiente para resistir a temperaturas extremamente frias e quentes. Além disso, escolha um material que possa resistir à corrosão de produtos químicos que podem passar pelo tubo do trocador de calor. Por exemplo, aço inoxidável ou aço carbono podem ser escolhidos por sua durabilidade e resistência a altas temperaturas.
Design e eficiência
Considere o design do tubo de serpentina de trocador de calor. Antes de selecionar o design, entenda o fluxo de fluidos e os requisitos de temperatura da aplicação. Alguns designs podem oferecer melhor eficiência para um uso específico. Por exemplo, trocadores de calor HDPE contracorrente são mais eficientes do que outros modelos. Tubos de serpentina de trocador de calor compactos e com aletas também são ótimas opções para compradores que procuram unidades eficientes.
Tamanho
Os tamanhos dos tubos de serpentina de trocador de calor devem ser adequados para a aplicação. Ele deve caber bem no sistema. Não deve ocupar muito espaço. Mas ainda deve fazer o trabalho. Além disso, considere a escalabilidade do tubo de trocador de calor. Pode ser aumentado de tamanho para atender às demandas futuras? As opções de dimensionamento são um fator importante a ser considerado para ambientes industriais.
Qualidade e conformidade
Como os tubos de serpentina de trocador de calor são usados para aplicações industriais, os itens encomendados devem atender aos padrões da indústria. A qualidade do material e o processo de fabricação são aplicáveis. Verifique a conformidade com certificações e padrões de qualidade. Isso melhora a durabilidade, confiabilidade, segurança e eficiência dos tubos de serpentina de trocador de calor.
Experiência do fornecedor
Selecione um fornecedor de renome com ampla experiência na indústria. Com sua experiência e conhecimento, os compradores podem ter certeza de que os produtos que encomendarão serão os melhores. Além disso, escolha um fornecedor que ofereça excelente suporte e bom serviço pós-venda. Isso garantirá que os compradores e seus clientes obtenham o melhor em termos de produtos e serviços.
P1: Quais materiais são comumente usados para tubos de trocador de calor?
R1: Materiais comuns de trocador de calor incluem cobre, titânio, aço carbono, PHE e aço ligado. Tubos de trocador de calor de titânio são ideais para aplicações de água do mar devido à sua resistência à corrosão. O cobre possui propriedades antibacterianas e pode reduzir o crescimento microbiano. O aço carbono é uma liga de ferro amplamente utilizada em trocadores de calor industriais.
P2: Qual é o princípio de funcionamento de um trocador de calor?
R2: O princípio de funcionamento de um trocador de calor é baseado na transferência de calor. Ele resfria o fluido quente transferindo calor para o fluido frio. Ambos os fluidos fluem em direções opostas. As barreiras entre os fluidos permitem a transferência de calor, mas impedem que os fluidos se misturem.
P3: Qual a diferença entre tubos e serpentinas de trocador de calor?
R3: Serpentinas de trocador de calor são tubos dobrados. Eles são estacionários e permitem que os fluidos passem por eles. Tubos de trocador de calor são recipientes cilíndricos alongados. Eles podem ser retos ou curvos. Os tubos são mais extensos que as serpentinas. Os tubos transferem fluidos, enquanto as serpentinas transferem líquidos e gases. As formas das serpentinas incluem triangular, elíptica e circular.
