Trocador térmico do motor marítimo

Tipos de Trocadores de Calor de Motor Marítimo

O motor de um navio gera uma grande quantidade de calor que pode danificar o motor e outros componentes se não for removido. Vários componentes marítimos, incluindo o **trocador de calor do motor marítimo**, são responsáveis por dissipar esse calor, permitindo o funcionamento adequado do motor e de outras peças.

O trocador de calor do motor marítimo está disponível em diferentes tipos, como o de casco e tubo, placa, tubo duplo, arrefecido a ar e trocadores de calor de caixa ou quadrado, para citar alguns. Cada um deles é discutido abaixo.

• Trocador de Calor de Casco e Tubo

  Os trocadores de calor de casco e tubo, o tipo mais popular, consistem em tubos dentro de um casco cilíndrico. Eles possuem um design robusto ideal para aplicações de alta pressão. Em um trocador de calor de casco e tubo marítimo, um conjunto de tubos transporta o refrigerante quente do motor, enquanto o outro transporta água do mar para resfriar o motor. O trocador de calor de casco e tubo é relativamente fácil de montar e desmontar para limpeza e reparo. Ele também é eficiente na transferência de calor. Alguns trocadores de calor de casco e tubo podem vir com água do mar no exterior e refrigerante no interior. Esse projeto funciona melhor na prevenção de entupimentos causados ​​pela água do mar.

• Trocador de Calor de Placa

  Um trocador de calor de placa consiste em várias placas de metal empilhadas juntas. As placas são colocadas em uma moldura com um espaçador móvel. Os fluidos quente e frio fluem pelo trocador de calor, alternando entre as placas. Em comparação com os modelos de casco e tubo, os trocadores de calor racionalizam o espaço e são até 30% menores. Eles também têm um coeficiente de transferência de calor mais alto. Uma desvantagem de usar um trocador de calor de placa em um motor marítimo é que ele não suporta aplicações de alta pressão.

• Trocador de Calor de Tubo Duplo

  Como o nome sugere, um trocador de calor de tubo duplo consiste em dois tubos concêntricos, um dentro do outro. O tubo interno carrega o fluido quente, enquanto o espaço anular entre os dois tubos carrega o fluido de resfriamento. Diferentemente dos trocadores de calor de casco e tubo, os modelos de tubo duplo são simples e econômicos. Eles também são bons na prevenção de vazamentos cruzados entre fluidos. Para facilitar a manutenção, alguns trocadores de calor de tubo duplo vêm com uma curva em U na extremidade do tubo interno.

• Trocador de Calor Arrefecido a Ar

  Os trocadores de calor arrefecidos a ar usam ar ambiente para dissipar o calor dos refrigerantes. Eles têm muitos tubos com aletas verticais ou horizontais montados dentro de um ventilador de tiragem forçada ou induzida. Quando o refrigerante quente se move pelos tubos, o ar do ambiente passa sobre os tubos, absorvendo o calor e permitindo que o refrigerante esfrie. O principal benefício do uso de um trocador de calor arrefecido a ar é que ele elimina a necessidade de um sistema de troca de água. Ele também funciona bem em ambientes áridos e condições de alta temperatura. No entanto, o desempenho de um trocador de calor arrefecido a ar pode ser reduzido se o ar tiver um alto nível de poeira.

• Trocador de Calor de Caixa/Quadrado

  Os trocadores de calor de caixa possuem uma caixa retangular ou quadrada com várias fileiras de tubos no interior. Embora ocupem muito espaço, os trocadores de calor de caixa são versáteis. Eles se encaixam facilmente no projeto geral de um motor marítimo. Além disso, os trocadores de calor de caixa podem transferir calor entre três ou mais fluidos. No entanto, o trocador de calor é propenso à corrosão, especialmente quando os fluidos têm um coeficiente de calor alto.

Especificações e manutenção do trocador de calor do motor marítimo

As especificações de um motor de trocador de calor marítimo variam dependendo do tipo, modelo e fabricante. Aqui estão algumas especificações do trocador de calor junto com os requisitos de manutenção do motor marítimo:

• Material: Os trocadores de calor são feitos de diferentes materiais, como aço inoxidável, cobre e titânio. Isso é para garantir que o componente resista aos danos por corrosão que ocorrem durante o processo de resfriamento da água do mar. Independentemente do tipo de material usado, um trocador de calor do motor marítimo deve estar livre de ferrugem ou de qualquer outro dano por corrosão.
• Pressão: Um trocador de calor ideal opera bem em pressão moderada. Isso é garantido inspecionando regularmente o componente para quaisquer amassados ​​ou pressões anormais. Se houver vazamentos ou motores marítimos com desempenho inferior, os trocadores de calor devem ser avaliados mais a fundo e reparados imediatamente.
• Vazão: É o volume de refrigerante que passa pelo trocador por minuto. Isso afeta o desempenho geral do motor. Um aumento do bloqueio dos trocadores de calor do motor marítimo reduz a vazão. Portanto, deve ser mantido para permitir que o refrigerante tenha um volume adequado passando por ele.
• Fatores de Entupimento: Esta é a taxa com que os trocadores de calor são afetados por depósitos. Isso influencia a transferência de calor do motor marítimo. Geralmente, os trocadores de calor são impedidos de entupir por meio de meios químicos e físicos. Uma inspeção completa dos trocadores de calor pode ajudar a perceber essa interferência. É importante notar que os fatores de entupimento reduzem a eficiência dos motores marítimos.
• Capacidade: Refere-se à quantidade de refrigerante que um trocador de calor comporta. Os trocadores de calor pequenos podem exigir a reposição do refrigerante com frequência. Por outro lado, os trocadores de calor grandes retêm uma quantidade abundante de líquido. O monitoramento constante do nível do refrigerante é importante. Isso evita que o motor marítimo superaqueça quando os níveis caem abaixo do nível recomendado.

Cenários de trocadores de calor de motor marítimo

Os trocadores de calor marítimos são úteis na indústria naval e em outras indústrias. A seguir estão alguns cenários de uso típicos.

• Propósitos:

  Esta é talvez a aplicação mais típica de um trocador de calor na indústria naval. Em um motor marítimo, o trocador de calor funciona para absorver o calor gerado pela queima de combustível para garantir o resfriamento. O calor é então transferido para o refrigerante ou água, que é posteriormente liberado para fora do navio por meio de um sistema de resfriamento.

• Impedindo a corrosão:

  A corrosão é um problema grave que afeta negativamente a longevidade dos navios. Os dispositivos de troca de calor funcionam bem ao impedir que o calor excessivo se espalhe para outras partes de um motor marítimo. Como resultado, muitos componentes de um motor marítimo são protegidos da corrosão que poderia ser precipitada pelo superaquecimento.

• Usando água do mar como refrigerante:

  As embarcações marítimas costumam usar água do mar como refrigerante devido à sua abundância. Portanto, o trocador de calor pode usá-la facilmente para dispersar o calor. Isso resolve o problema do resfriamento no meio do mar.

• Sistemas de refrigeração e ar condicionado marítimos:

  Os trocadores de calor marítimos desempenham um papel importante nos sistemas de ar condicionado e refrigeração marítimos. Eles transferem calor entre o refrigerante e o ar ambiente ou a água do mar para resfriar ou aquecer o espaço da cabine ou preservar produtos perecíveis.

• Usinas de dessalinização:

  Em usinas de dessalinização marítimas, os trocadores de calor são usados ​​para transferir calor do fluxo de água doce para a água do mar, o que ajuda a evaporar a água salgada e separar o sal para produzir água doce.

• Plataformas de petróleo e gás offshore:

  As plataformas de petróleo e gás offshore também usam trocadores de calor. Os trocadores dispersam o calor do motor de equipamentos e geradores, que são necessários para operações de extração de petróleo e gás.

Como escolher trocadores de calor de motor marítimo

A seleção de um trocador de calor de motor marítimo adequado tornou-se crucial para o desempenho e longevidade ideais dos motores marítimos.

• Ambiente Operacional:

  Compreender o ambiente operacional é crucial para selecionar um trocador de calor adequado. O trocador de calor do motor marítimo deve resistir às qualidades corrosivas da água do mar se o motor usar água do mar como refrigerante. Nesse caso, escolher materiais com resistência à corrosão, como titânio ou ligas especialmente revestidas, é essencial.

• Requisitos de Resfriamento:

  Determinar as necessidades de resfriamento do motor marítimo é vital. Diferentes motores marítimos têm requisitos de resfriamento distintos com base em seu tamanho, potência de saída e condições operacionais. Realizar uma análise para compreender a quantidade de calor que deve ser removida do motor é necessário. Depois que as necessidades de resfriamento forem estabelecidas, a seleção de um trocador de calor com a capacidade e o projeto apropriados para atender a esses requisitos é imperativa.

• Considerações de Custo e Orçamento:

  As restrições de orçamento devem ser consideradas ao selecionar um trocador de calor do motor marítimo. Os trocadores de calor estão disponíveis em vários pontos de preço, influenciados por fatores como materiais, design e desempenho. Embora seja essencial respeitar o orçamento, comprometer a qualidade e a eficácia não é aceitável, pois isso pode levar a despesas maiores de manutenção e tempo de inatividade do motor a longo prazo.

Perguntas e Respostas

P1: Quanto tempo um trocador de calor do motor deve durar?

A1: Normalmente, os trocadores de calor marítimos podem durar até 15 anos ou até mais se forem bem mantidos e inspecionados rotineiramente.

P2: Qual é a tendência no mercado de trocadores de calor?

A2: Espera-se que o tamanho do mercado global de trocadores de calor marítimos veja uma taxa de crescimento anual composta (CAGR) significativa de 7,2% entre 2022 e 2030. O mercado é impulsionado pela crescente demanda por energia em todo o mundo e pela rápida industrialização nos países em desenvolvimento.

P3: Quais são os sinais de que um trocador de calor está falhando?

A3: Alguns sinais de falha do trocador de calor incluem aumento incomum das temperaturas de operação, diminuição da eficiência do equipamento, queda de pressão, vazamento e entupimento. Assim que ocorrerem, o trocador de calor deve ser inspecionado imediatamente para evitar danos maiores.