Trocador de calor líquido-líquido

Tipos de trocadores de calor líquido-líquido

Um trocador de calor líquido-líquido é um dispositivo utilizado para transferir calor entre duas substâncias líquidas, mantendo sua separação física. Esses aparelhos são importantes em diversos papéis, como processos industriais, geração de energia e sistemas de refrigeração. Existem vários tipos de trocadores de calor líquido-líquido, tais como:

• Trocadores de calor de casco e tubo

  Este é um dispositivo cilíndrico compacto construído com dois tubos distintos. O primeiro tubo abriga o primeiro líquido, enquanto o segundo tubo abriga o segundo líquido. Esses tubos são geralmente torcidos e enrolados para formar um casco maior ao redor deles, que atua como um recipiente para os líquidos. Os trocadores de calor de casco e tubo são ainda categorizados em tipos de casco único e duplo. O tipo de casco único possui apenas um casco ao redor do tubo, enquanto o tipo de casco duplo possui dois cascos. Os tipos de casco duplo são mais eficazes, pois facilitam uma melhor transferência de calor entre os líquidos.

• Trocadores de calor de tubo duplo

  Este tipo de trocador de calor líquido compreende dois tubos paralelos. Um tubo carrega o primeiro líquido, enquanto o outro retorna o segundo líquido. Os dois tubos são frequentemente agrupados dentro de um cilindro externo maior conhecido como casco. O casco contém o segundo líquido que corre em uma direção contrária à corrente do primeiro fluido no feixe interno. Os trocadores de calor de tubo duplo são populares em aplicações em pequena escala e regiões onde os espaços são restritos.

  Assim como os trocadores de calor de casco e tubo, os trocadores de calor de tubo duplo podem ser configurações de casco único ou duplo. Além disso, os trocadores de calor de tubo duplo também são definidos dependendo do fluxo do fluido. Eles podem ser trocadores de contrafluxo, onde os dois fluidos fluem em direções opostas, ou trocadores de fluxo cruzado, onde os dois fluidos se cruzam em ângulos retos. Os trocadores de calor de tubo duplo de contrafluxo são geralmente mais eficientes do que os de fluxo cruzado porque mantêm um gradiente de temperatura ao longo de seu comprimento.

• Trocadores de calor espiral

  Um trocador de calor espiral possui dois líquidos fluindo em canais espirais. Os canais espirais são fechados dentro de um invólucro robusto, o que garante vazamentos mínimos e transferência de calor eficiente. Os canais são paralelos um ao outro, proporcionando uma grande área de superfície para transferência de calor, o que é fundamental para uma troca de calor eficaz. A transferência de calor em um trocador de calor espiral ocorrerá do líquido mais quente para o mais frio. O líquido mais frio será então aquecido e o líquido mais quente resfriado. Esses dispositivos são comumente encontrados em instalações de tratamento de águas residuais e empresas de processamento químico.

• Trocadores de calor de placas

  Os trocadores de calor de placas consistem em placas finas de metal empilhadas para formar canais paralelos. Cada placa é geralmente projetada com ranhuras ou padrões para aprimorar a transferência de calor, criando um fluxo turbulento e aumentando a área de superfície em contato com os líquidos. As placas são mantidas juntas por componentes estruturais de moldura que permitem espaço para limpeza e manutenção. Em comparação com os trocadores de calor de casco e tubo, os trocadores de calor de placas oferecem um design mais compacto com desempenho semelhante. Eles são especialmente adequados para situações onde o espaço e o peso são um problema.

Especificações e manutenção de trocadores de calor líquido-líquido

As especificações para o trocador de calor líquido-líquido dependerão do modelo. Geralmente, dois parâmetros são usados para descrever o tamanho: o comprimento e o diâmetro.

Tanto para os trocadores de calor de serpentina quanto para os de tubo corrugado, as seguintes dimensões estão disponíveis.

• Os comprimentos padrão são 500 mm, 1000 mm, 1500 mm e 2000 mm.
• As opções de diâmetro padrão são 25 mm, 50 mm, 75 mm e 100 mm.

Para trocadores de calor de placas planas, as seguintes configurações estão disponíveis.

• Altura: 300 mm, 700 mm, 900 mm, 1100 mm e 1300 mm.
• Comprimento: 600 mm, 800 mm, 1000 mm, 1200 mm, 1400 mm e 1600 mm.
• Largura: 300 mm, 500 mm, 700 mm, 900 mm e 1100 mm.

Para trocadores de calor de casco e tubo, as seguintes especificações estarão disponíveis.

• Diâmetro do casco: 300 mm, 400 mm, 500 mm, 600 mm e 800 mm.
• Diâmetro do tubo: 16 mm, 19 mm, 25 mm, 32 mm e 38 mm.
• Comprimento: 1,2 m, 1,5 m, 1,8 m, 2,4 m e 3,0 m.

Além dos modelos populares de serpentina, corrugado e trocador de calor de placas, outras variantes também estão disponíveis mediante solicitação. Além disso, os detalhes das especificações para a potência do motor e a capacidade de bombeamento também estarão disponíveis mediante solicitação e consulta adicional com o fornecedor.

Para manter a eficiência do trocador de calor líquido-líquido, é necessário mantê-lo de forma rotineira. Inspeções periódicas são essenciais para garantir que não haja vazamento de líquido nas juntas ou corrosão dentro da unidade.

Se necessário, o invólucro externo pode ser limpo com um detergente suave e uma toalha. O processo pode ser facilitado se o cronograma de manutenção rotineira for seguido, pois o líquido residual será mais fácil de limpar se houver menos acúmulo.

O uso de agentes químicos deve ser evitado, a menos que seja absolutamente necessário. Os trocadores de calor devem ser manuseados com cuidado e nenhum impacto ou vibração deve ser aplicado a eles, pois desalinhamentos podem ocorrer e causar ineficiências operacionais e defeitos.

Cenários de trocadores de calor líquido-líquido

Trocadores de calor líquido-líquido se aplicam a múltiplas indústrias e plantas que precisam de processos de transferência de calor.

• Alimentos e bebidas

  Os trocadores de calor líquido-líquido ajudam a pasteurizar suco, leite, cerveja e outras bebidas. Os trocadores de calor líquido-líquido com controle preciso de temperatura podem garantir a segurança dos produtos e aumentar a vida útil. Além disso, eles também são usados no processo de fermentação, concentração e sistema de saneamento.

• Fármacos

  No processo de fabricação de medicamentos, os trocadores de calor líquido-líquido podem auxiliar na cristalização, secagem, evaporação e esterilização. Além disso, os trocadores com sistemas de buffer podem evitar a contaminação de medicamentos.

• Processamento químico

  Os trocadores de calor líquido-líquido são amplamente utilizados em plantas químicas para reações, destilações, absorções, evaporações e separações, etc. Eles podem ajudar no ajuste de temperatura e no processamento do produto. Além disso, os trocadores podem ser equipados com dispositivos anti-corrosão e anti-vazamento para manusear agentes perigosos.

• Petróleo e gás

  Na extração e processamento de petróleo e gás, os trocadores de calor líquido-líquido podem ser aplicados ao aquecimento de petróleo bruto, separação de gás e processos de refino. Eles podem melhorar a eficiência do processamento e a qualidade do produto.

• Geração de energia

  As usinas de energia usam trocadores de calor líquido-líquido para processos como geração de vapor e tratamento de água. Eles também são usados em sistemas de refrigeração para dissipar o calor residual para o ambiente.

• Proteção ambiental

  Os trocadores de calor líquido-líquido desempenham um papel em estações de tratamento de águas residuais. Eles podem auxiliar em processos como evaporação, destilação e extração. Além disso, os trocadores podem melhorar a extração de recursos úteis como solventes orgânicos e melhorar a eficiência da utilização de recursos.

• Celulose e papel

  Os trocadores de calor líquido-líquido são usados para loops de recuperação, branqueamento e processos de secagem na indústria de celulose e papel. Eles podem promover a utilização de energia e reduzir os custos de produção.

• Metalurgia

  Na fundição e processamento de metais, os trocadores de calor líquido-líquido auxiliam nos processos de resfriamento, aquecimento e cristalização. Eles podem melhorar a qualidade do produto e a estabilidade do processo.

Como escolher trocadores de calor líquido-líquido

Existem muitos fatores importantes que precisam ser considerados ao escolher trocadores de calor líquido-líquido para qualquer sistema ou aplicação. Seguem alguns dos fatores mais importantes a serem lembrados.

• Coeficiente de transferência de calor: Diferentes tipos de trocadores de calor líquido-líquido possuem coeficientes de transferência de calor variáveis. Portanto, é preciso considerar cuidadosamente o valor do coeficiente de transferência de calor antes de escolher um para um sistema.
• Queda de pressão: Também é importante verificar a queda de pressão no trocador de calor. Isso determina os custos de bombeamento gerais para todo o sistema. É preciso selecionar o tipo de trocador de calor que mantém quedas de pressão suficientemente baixas para garantir o desempenho ideal do sistema.
• Requisitos de manutenção: Vale ressaltar que diferentes tipos de trocadores de calor possuem requisitos de manutenção variáveis. Portanto, é muito importante selecionar um trocador com um cronograma de manutenção que esteja em linha com as necessidades do sistema e os recursos disponíveis.
• Espaço de instalação: O layout e as dimensões do trocador de calor devem corresponder ao espaço de instalação disponível. Isso impede a seleção de trocadores de calor líquido-líquido após estudos de compatibilidade e viabilidade do sistema.
• Compatibilidade de materiais: É essencial selecionar um trocador de calor que seja resistente à corrosão e compatível com os fluidos do sistema. Isso garante transferência de calor duradoura e eficiente durante a operação.
• Custo-efetividade: Analise o custo inicial, o custo operacional e o custo de manutenção durante toda a vida útil do trocador de calor para tomar uma decisão economicamente sólida. Escolha um trocador de calor que forneça o melhor valor com base em seu desempenho, eficiência, longevidade e custo.

FAQ

P1: Quais são os materiais usados para trocadores de calor líquido-líquido?

R1: A escolha dos materiais para trocadores de calor líquidos é muito importante. Por um lado, precisa ser capaz de suportar as pressões de gases e líquidos. Por outro lado, deve ser forte o suficiente para suportar os pesos e temperaturas elevados. Materiais comuns incluem ligas de alumínio, aço inoxidável, etc.

P2: Como instalar trocadores de calor líquido-líquido?

R2: As etapas de instalação de trocadores de calor líquido-líquido são as seguintes: primeiro, prepare as ferramentas e materiais de instalação e, em seguida, verifique o trocador para garantir que não haja danos. Em seguida, de acordo com o desenho do projeto, fixe-o na posição designada e, em seguida, conecte as peças de tubulação e, finalmente, execute a vedação e os testes de pressão para garantir que não haja vazamentos.

P3: Como manter trocadores de calor líquido-líquido?

R3: Os métodos de manutenção são os seguintes: primeiro, garanta a limpeza regular para evitar a influência de sujeira e incrustações na eficiência da transferência de calor. Em segundo lugar, verifique as conexões e certifique-se de que não haja vazamentos. Finalmente, preste atenção à temperatura e pressão de operação para evitar que o excesso cause danos.

P4: Quais são os campos de aplicação de trocadores de calor líquido-líquido?

R4: Os campos de aplicação de trocadores de calor líquido-líquido são os seguintes: na indústria química, eles são usados para aquecimento, resfriamento, destilação, condensação, evaporação, extração, separação e outros processos de reação química. Na indústria de geração de energia, eles são usados para condensação de vapor, resfriamento de equipamentos, recuperação de calor e outros processos. Outras indústrias, incluindo a indústria alimentícia, indústria farmacêutica, indústria metalúrgica, indústria de petróleo e gás, indústria de refrigeração e ar condicionado, indústria ambiental, etc., também os utilizam.