Símbolo de trocador de calor

Tipos de símbolos de trocadores de calor

Existem diferentes tipos de trocadores de calor com símbolos de trocadores de calor específicos para representar seus projetos e funcionalidades. A tabela a seguir lista alguns trocadores de calor comuns e suas representações correspondentes.

• Trocador de calor de tubo duplo: Consiste em dois tubos, um dentro do outro. O símbolo compreende dois círculos concêntricos. O círculo interno representa o tubo interno, enquanto o círculo externo representa o tubo externo.
• Trocador de calor de casco e tubo: Possui cascos e tubos cilíndricos. O cilindro externo do casco é representado por um retângulo grande. Dentro dele está um retângulo menor que representa os tubos ou canos. A transferência de calor ocorre entre o fluido no casco e no tubo.
• Trocador de calor de placas: Consiste em muitas placas finas dispostas paralelamente umas às outras. A transferência de calor acontece através das placas. O trocador de calor é representado por uma série de formas retangulares empilhadas. Cada retângulo representa uma placa do trocador de calor.
• Trocador de calor refrigerado a ar: Também conhecido como refrigeradores de ar ou condensadores refrigerados a ar, este tipo de trocador de calor usa ventiladores para forçar o ar ambiente através de feixes de tubos com aletas. O fluido de trabalho pode ser um gás ou líquido que flui pelo tubo, perdendo calor para o ar que retira o calor por evaporação. O símbolo é uma moldura retangular com algumas linhas em zigue-zague dentro. A(s) seta(s) mostra(m) a direção do fluxo de ar fora do trocador de calor.
• Trocador de calor de tubo com aletas: Utiliza tubos com aletas para melhorar a transferência de calor entre o fluido dentro do tubo e o ar ambiente ou o ar que flui sobre a aleta. O símbolo é uma moldura que engloba um grupo de linhas quebradas, com setas mostrando a direção do fluxo do fluido dentro do tubo.
• Trocador de calor espiral: Os trocadores de calor espirais consistem em duas ou mais placas espirais montadas uma sobre a outra. O símbolo compreende duas formas espirais. As setas mostram a direção do fluxo dos fluidos.

Especificação e manutenção

Os trocadores de calor estão disponíveis em várias especificações para atender às diferentes necessidades industriais.

• Projetos:

  Os tipos mais comuns, como representado pela chave de símbolo de trocador de calor em diagramas P&ID, incluem placas, casco e tubo, refrigerados a ar, tubo com aletas, espirais, tubo duplo e trocadores de calor de placa e moldura. Cada um utiliza um mecanismo específico para transferir calor entre fluidos.

• Área de transferência:

  Esta é a área da superfície disponível para transferência de calor. Depende de fatores como o uso pretendido da máquina, taxas de fluxo de fluido, diferenças de temperatura admissíveis e as dimensões físicas da unidade. A área de transferência de calor é muito importante para a eficiência do trocador de calor.

• Capacidade:

  As quantidades de fluidos (vazões mássicas) e as temperaturas nas quais eles entram e saem do trocador determinam isso. É geralmente apresentado na forma de uma curva de desempenho que mostra a relação entre a carga térmica (ou serviço) e a diferença de temperatura. A capacidade de um trocador de calor afeta seu tamanho e peso.

• Quedas de pressão:

  Estas são perdas causadas pela resistência ao fluxo dos fluidos através da unidade. As quedas de pressão afetam as necessidades de potência da bomba e os custos operacionais.

• Conexões:

  Estas são as posições e orientações dos bicos de entrada e saída para conectar canos. Eles dependem dos requisitos de instalação e restrições de espaço.

• Materiais:

  Alguns trocadores são feitos de dois ou mais materiais para atender às propriedades químicas, térmicas e mecânicas de diferentes fluxos de fluidos. A seleção de materiais afeta a resistência, o risco de vazamento e as necessidades de manutenção da unidade.

A manutenção adequada dos trocadores de calor garante seu desempenho e segurança a longo prazo. Também pode ajudar a prolongar o período de garantia e proteger contra custos de litígios.

Algumas das atividades de manutenção recomendadas incluem:

• Inspeções programadas: Os usuários devem inspecionar rotineiramente o equipamento de acordo com o cronograma sugerido pelo fabricante. O cronograma de manutenção do trocador de calor deve incluir exames, verificações de rotina, testes funcionais e ajustes, reparos, substituições, limpezas e revisões.
• Limpeza regular: A limpeza ajuda a manter o trocador livre de bloqueios causados por incrustações, sujeira, corrosão e incrustações. O trocador funcionará bem e a transferência de calor será maximizada e mantida se isso for feito com frequência. Os métodos de limpeza dependem da causa da incrustação e do projeto do trocador. Eles podem variar de escovação e lavagem a tratamento químico ou eletroquímico.
• Substituição de peças desgastadas: Peças como juntas, placas, válvulas e bombas devem ser trocadas por novas ou reparadas se apresentarem sinais de desgaste. Isso ajudará a manter conexões à prova de vazamentos e um bom movimento do fluido.

Cenários de símbolos de trocadores de calor

Os trocadores de calor desempenham um papel crucial em vários processos e aplicações industriais.

• Geração de energia

  Em usinas nucleares, os equipamentos de trocadores de calor transferem calor de componentes de reatores nucleares para circuitos de fluido, trocando calor entre dois circuitos de fluido. Em usinas de turbinas a gás, os trocadores de calor recuperam calor residual de turbinas a gás ou gases de escape de câmaras de combustão.

• Processamento químico

  Os trocadores de calor são amplamente utilizados na indústria química para reações químicas, destilação, evaporação e outros processos químicos.

• Processamento de alimentos

  Os trocadores de calor são amplamente utilizados na indústria de processamento de alimentos, incluindo pasteurização, esterilização, evaporação e concentração de alimentos. Por exemplo, os trocadores de calor de placas são comumente usados em fábricas de laticínios para realizar a pasteurização e garantir a segurança dos alimentos.

• HVAC e refrigeração

  Os trocadores de calor são componentes-chave nos sistemas HVAC (Aquecimento, Ventilação e Ar Condicionado) e sistemas de refrigeração. Em sistemas de ar condicionado, os trocadores de calor transferem calor entre o ar interno e externo para realizar o controle de temperatura e o conforto.

• Exploração e refino de petróleo e gás

  Na indústria de petróleo e gás, os trocadores de calor são amplamente utilizados nos processos de exploração e refino. Na indústria petroquímica, os trocadores de calor também são cruciais.

• Aeroespacial

  Os trocadores de calor são utilizados em aplicações aeroespaciais, como satélites e espaçonaves. Eles são usados para transferir calor entre os componentes para garantir que o equipamento opere dentro de uma faixa de temperatura adequada.

Como escolher símbolos de trocadores de calor

Ao fazer uma escolha sobre trocadores de calor industriais, existem vários fatores-chave das máquinas a serem considerados que influenciam o desempenho geral, a manutenção e a eficiência do equipamento que está sendo utilizado.

• Área da superfície

  Este é o princípio mais básico ao escolher um trocador de calor: quanto mais área da superfície disponível para fluidos quentes e frios entrarem em contato um com o outro, mais calor pode ser transferido entre os fluxos de fluido. O design compacto dos trocadores de calor de placas permite que uma grande área da superfície seja fornecida dentro de uma pequena unidade. Quanto mais superfície houver, mais calor poderá ser transferido.

• Material de construção

  Ambos os trocadores devem ser feitos para resistir à natureza corrosiva da água do mar. Titânio de grau marítimo ou latões de alto níquel são materiais comuns usados em trocadores de calor de água do mar. A escolha do material para um trocador de calor, portanto, afetará significativamente sua capacidade de conduzir calor entre dois fluidos, bem como sua longevidade e necessidades de manutenção.

• Processo de limpeza

  Alguns trocadores de calor têm portas de limpeza que permitem a lavagem da unidade com solução de limpeza ou água. A corrosão dos canos é um problema comum que as empresas desejam evitar para economizar dinheiro e tempo de inatividade.

• Disposição do fluxo

  O design de um trocador de calor se refere à maneira como dois fluidos fluem pela unidade. Os fluidos podem fluir na mesma direção, ou opostos um ao outro, ou transversalmente um ao outro em ângulos retos; isso é chamado de contrafluxo. A escolha da disposição do fluxo afetará a eficiência e a queda de pressão na unidade.

• Queda de pressão

  É a perda de pressão que ocorre quando um fluido se move através de um trocador de calor. Quanto mais curvas e voltas houver, mais a pressão cai. Este conceito é essencial para observar como uma peça de maquinário pode afetar a eficiência de uma linha de produção de fábrica. Se as máquinas estiverem causando quedas de pressão elevadas, elas usarão mais energia e os custos de operação aumentarão.

Q&A

P1 Os trocadores de calor são desenhados em escala?

R1. Sim, os símbolos de trocadores de calor são dimensionados quando desenhados em desenhos técnicos. Todos os outros componentes do mesmo desenho devem ser precisos e dimensionados também.

P2 O que são tubulações de trocadores de calor em um sistema?

R2. Em tubulações de trocadores de calor, haverá dois trechos de tubulações independentes correspondentes aos fluidos primário e secundário. O primeiro fluido geralmente é o fluido que realiza a maior parte da transferência de calor, e o segundo geralmente é um gás.

P3 Quais são os materiais utilizados para trocadores de calor?

R3. Diferentes materiais, como latão, cobre, aço carbono, aço inoxidável e titânio são usados para fazer trocadores de calor. O fluido no trocador de calor determina o material utilizado.

P4 Qual é a diferença entre o trocador de calor antes e depois da manutenção?

R4. Antes da manutenção, o trocador de calor terá um acúmulo significativo de incrustações. Após a manutenção, este acúmulo é removido, permitindo uma melhor transferência de calor e menos energia sendo usada para operar o trocador de calor.