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Um trocador de calor marítimo desempenha a mesma função que qualquer outro trocador de calor: transfere calor entre dois fluidos. No entanto, os trocadores de calor marítimos são especialmente construídos para resistir à água do mar e a ambientes marinhos corrosivos.
Casco e tubo:
O trocador de calor marítimo de casco e tubo T3h consiste em um casco externo pesado e vários feixes de tubos internos. Os feixes de tubos são tipicamente feitos de metal menos resistente à corrosão, como ligas de cobre, e são alojados em um material de casco mais resistente à corrosão, como carbono ou aço inoxidável. O processo de troca de calor envolve o fluido de refrigeração fluindo dentro dos tubos, enquanto um segundo fluido (geralmente água do mar) flui fora dos tubos dentro do casco. À medida que os dois fluidos fluem em direções opostas (conhecido como fluxo contracorrente), o calor do fluido dentro dos tubos é transferido através das paredes do tubo para o fluido no casco, elevando sua temperatura no processo. Os trocadores de calor marítimos de casco e tubo são projetados para permitir que a água do mar flua através do casco, o que resfria o fluido de refrigeração do motor que flui dentro dos tubos.
Trocador de calor de placas:
Um trocador de calor de placas consiste em muitas placas finas empilhadas juntas em uma estrutura. As placas criam vários canais onde os dois fluidos trocam calor. Um fluido flui através dos canais e o outro fluido através das lacunas entre as placas. Como acontece com os trocadores de calor de casco e tubo, a água do mar é direcionada para fluir pelas lacunas das placas, enquanto o fluido de refrigeração flui pelos canais. Isso permite uma transferência de calor eficiente do fluido de refrigeração para a água do mar.
A eficácia e o desempenho dos trocadores de calor de motores marítimos dependem fortemente da manutenção das especificações indicadas pelos fabricantes. Geralmente, os trocadores de calor de motores marítimos devem ter uma taxa de fluxo de cerca de 300 litros por minuto. Isso normalmente permite que o trocador atinja aproximadamente 260 kW de transferência de calor do fluido de refrigeração do motor. No entanto, os usuários devem observar constantemente que a taxa de fluxo exata e a transferência de calor podem variar dependendo das condições de trabalho específicas do modelo do motor.
Os tubos do trocador de calor devem ter uma espessura de parede consistente de aproximadamente 0,030 polegadas. Isso garante que a água do mar e o fluido de refrigeração do motor não se misturem. Para maximizar a transferência de calor, os usuários também devem garantir que a parede do tubo seja coberta com um revestimento de uretano liso, áspero ou dormente. No entanto, a espessura da parede do tubo do trocador de calor marítimo pode variar dependendo do modelo específico e dos requisitos do fabricante.
A temperatura de saída do fluido de refrigeração deve estar normalmente entre 75-80 graus Celsius. A temperatura de entrada do fluido de refrigeração, por outro lado, deve variar de 40-45 graus Celsius. No entanto, se as temperaturas forem diferentes, os usuários e operadores do motor não devem se preocupar, desde que as temperaturas recomendadas para diferentes motores marítimos estejam dentro das faixas especificadas. A diferença de temperatura entre a entrada e a saída é o que importa. Uma diferença de temperatura de cerca de 35 graus Celsius indica que o trocador de calor marítimo está funcionando normalmente.
Para a manutenção do trocador de calor marítimo, os usuários devem estabelecer um cronograma de manutenção dependendo da frequência com que o trocador marítimo é usado. Os usuários de trocadores podem eventualmente desenvolver uma rotina, mas devem realizar pelo menos duas inspeções por ano. Durante a inspeção, o usuário deve procurar sinais de falha no trocador de calor marítimo, como vazamentos e mudanças anormais na temperatura do motor. As verificações frequentes de manutenção do trocador de calor marítimo permitem que os usuários identifiquem quaisquer problemas pequenos no início e os resolvam antes que se tornem problemas grandes.
Durante a manutenção, certifique-se de limpar o trocador de calor marítimo. Use o produto certo para o tipo de trocador para que nenhum componente crítico seja danificado. Por exemplo, escovas de limpeza de tubos podem ser usadas no lado do tubo de trocadores de calor bundy. Por outro lado, bolas de esponja macias podem ser usadas no lado não tubular ou na cavidade central de um trocador de calor. Se houver bloqueios causados por crescimento marinho, cracas ou incrustações, reverter o fluxo de água através do trocador de calor pode ajudar a eliminar os bloqueios.
Trocadores de calor com diferentes projetos e estruturas podem ser usados em vários cenários em um motor marítimo.
Resfriamento do motor e equipamentos
O principal uso de motores marítimos com trocadores de calor é resfriar o calor gerado pelo motor durante a combustão. Se não houver trocador de calor, o calor fará com que as peças do motor se cansem, o que causará danos e reduzirá sua vida útil. Os trocadores de calor também resfriam outros equipamentos na embarcação, como geradores, bombas e compressores.
Transferir e distribuir a potência do motor
Os trocadores de calor também podem transferir e distribuir a potência gerada pelo motor. Em alguns navios, os trocadores de calor são usados para transferir a potência mecânica do motor para outros sistemas ou equipamentos, resfriando os fluidos de trabalho. Por exemplo, em alguns barcos de pesca ou barcos quebra-gelo, os motores marítimos com trocadores de calor transferem a potência do motor para as hélices através de tubulações de água para reduzir a resistência entre o navio e a água.
Recuperação de calor
Os trocadores de calor também podem recuperar o calor produzido pelo motor. Alguns navios são equipados com trocadores de calor de recuperação que recuperam o calor do motor ou de outros equipamentos e o convertem em energia utilizável, como vapor ou água quente, para melhorar a eficiência energética do navio.
Pré-condicionamento do fluido de refrigeração ou óleo
Os trocadores de calor podem pré-condicionar o fluido de refrigeração ou óleo usado em outras partes do navio. Por exemplo, em alguns grandes navios porta-contêineres ou petroleiros, os motores marítimos com trocadores de calor podem aquecer o fluido de refrigeração ou o óleo lubrificante através do calor de escape do motor, acelerando assim a partida do motor e melhorando a eficiência e a segurança do trabalho.
Prevenção de congelamento
Em algumas regiões frias ou ambientes de inverno, os trocadores de calor podem prevenir o congelamento. Eles mantêm uma certa temperatura do fluido de refrigeração ou de trabalho através do calor gerado pelo motor, evitando assim que os canos e equipamentos congelem e garantindo o funcionamento normal e a segurança.
Trocadores de calor marítimos
Os trocadores de calor marítimos servem para aquecer água ou fluidos para outros usos a bordo, como para chuveiros ou aquecimento em climas frios. Eles utilizam o calor gerado pelo motor para aquecer a água, garantindo assim a disponibilidade de água quente ou serviços de aquecimento.
Gestão ambiental
Os trocadores de calor em motores marítimos também podem contribuir para a gestão ambiental. Por exemplo, alguns navios são equipados com trocadores de calor para tratar águas residuais, como esgoto ou água de porão. Esses trocadores utilizam o calor produzido pelo motor para impedir a proliferação de bactérias, garantindo assim o cumprimento das normas ambientais e a proteção dos ecossistemas marinhos.
Tanto os proprietários de navios quanto os fornecedores de equipamentos marítimos estão interessados nos seguintes aspectos ao escolher trocadores de calor.
Durabilidade
Os ambientes marítimos costumam ser rigorosos, portanto a durabilidade é uma consideração fundamental. Escolha materiais que sejam resistentes à corrosão, como titânio ou aços inoxidáveis especiais. Além disso, considere o projeto e a qualidade de fabricação para garantir que eles possam funcionar por um longo tempo sem necessidade de reparos ou substituições.
Eficiência
Selecione trocadores de calor com boa eficiência de transferência de calor. Dispositivos com projetos eficientes e processos de fabricação modernos podem ajudar os motores marítimos a usar melhor o combustível e reduzir os custos operacionais.
Facilidade de manutenção
Escolha trocadores de calor que sejam fáceis de manter e limpar. Os projetos compactos e as peças acessíveis simplificam os procedimentos de manutenção e ajudam a manter os motores marítimos funcionando bem.
Aplicabilidade flexível
Selecione trocadores de calor que podem ser aplicados a diferentes tipos de combustíveis marítimos e temperaturas do fluido de trabalho. Essa adaptabilidade atende às necessidades em constante mudança dos usuários em diferentes aplicações marítimas.
Confiabilidade
Selecione fabricantes e fornecedores de renome. Verifique as qualificações, certificações e comentários de clientes do fabricante. Escolha um fornecedor que possa fornecer suporte técnico e serviço pós-venda para garantir a confiabilidade e a qualidade do trocador de calor selecionado.
Q1: Como um trocador de calor marítimo funciona?
A1: O trocador de calor marítimo funciona permitindo que o calor seja transferido do fluido quente para o fluido frio sem que ambos os fluidos se misturem. Geralmente, o fluido quente flui dentro dos tubos, enquanto o fluido frio flui fora dos tubos. Em seguida, o calor é transferido do fluido quente para o fluido frio.
Q2: Quais são os sinais de falha de um trocador de calor marítimo?
A2: O trocador de calor marítimo geralmente está corroído e os tubos estão entupidos com crescimento marinho ou depósitos. Pode haver vazamentos ou rachaduras no trocador de calor. Além disso, há baixa eficiência de resfriamento e a temperatura do motor está mais alta do que o normal. O gás de escape está muito fumegante ou tem cheiro ruim. Se o trocador de calor tiver esses problemas, é hora de substituí-lo.
Q3: Qual é a vida útil de um trocador de calor marítimo?
A3: Se houver manutenção regular, o trocador de calor marítimo pode durar até 10 a 15 anos ou até mais. No entanto, o trocador de calor marítimo pode corroer ou ser danificado mais rapidamente se não houver manutenção regular ou se a água for muito salgada.
