Cálculos do permutador do calor do tubo do escudo

Tipos de trocadores de calor de casco e tubo

Um trocador de calor de casco e tubo consiste em uma série de tubos. No trocador de calor de casco e tubo, o fluido A flui através dos tubos enquanto o fluido B flui ao redor dos tubos dentro do casco. Os fluidos podem ser aquecidos ou resfriados, e a disposição leva à troca de temperatura sem misturar os fluidos. Existem vários tipos de trocadores de calor de casco e tubo com base em seu modelo ou funcionalidade.

• Trocador de calor de tubo em U: O trocador de calor de tubo em U possui feixes de tubos curvos dentro do casco. A curva em U proporciona flexibilidade ao projeto do trocador de calor. Além disso, o projeto acomoda a expansão térmica. O trocador de calor também permite uma limpeza e manutenção mais fáceis do feixe de tubos.
• Trocador de calor de placa tubular fixa: O trocador de calor de casco e tubo de placa tubular fixa possui uma placa tubular soldada ao casco nas extremidades. As placas tubulares servem como suporte para os tubos. A configuração permite que o fluido flua livremente através dos tubos e ao redor do casco. No entanto, o projeto não permite a extração do feixe de tubos ou a manutenção fácil das placas tubulares.
• Trocador de calor de cabeçote flutuante: No projeto de trocador de calor de cabeçote flutuante, a seção da cabeça é separada do casco. A cabeça flutuante é selada com um tipo especial de vedação chamado vedação flutuante. Esse mecanismo permite a extração irrestrita do feixe de tubos e a limpeza dos tubos.
• Trocador de calor tipo caldeira: O trocador de calor tipo caldeira é semelhante a um trocador de calor de casco e tubo. A caldeira possui um casco horizontal com tubos dentro deles. No entanto, o casco não possui uma tampa. O trocador de calor tipo caldeira sem confinamento é ideal para separar e evaporar fluidos. Também pode ser usado para dessalinização em sistemas de água do mar.
• Trocador de calor de tubo duplo: O trocador de calor de tubo duplo consiste em dois tubos concêntricos, um tubo externo maior e um tubo interno contido dentro dele. O tubo interno serve como canal para o fluido que ganha ou perde calor, enquanto o casco externo abriga o segundo fluido. O calor do tubo interno pode ser trocado com o tubo externo ou com o casco. O projeto de tubo duplo é ideal para aplicações de baixa capacidade.

Especificações e manutenção de um trocador de calor de casco e tubo

Especificações

• Material

  Os trocadores de calor são feitos de uma variedade de materiais, como aço doce, aço carbono, aço escalonado, aço inoxidável, cobre, latão, titânio e ligas, incluindo liga C-276, C-22 e Monel 400. Essa variedade de materiais permite que eles resistam à corrosão, suportem temperaturas extremas e atendam aos padrões da indústria para transferência de calor de alto desempenho.

• Projeto

  Os trocadores de calor de casco e tubo vêm em vários tamanhos e capacidades para atender às diferentes necessidades industriais. O comprimento do casco varia de 1 a 10 m, e o diâmetro varia de 0,2 a 1 m. O número de tubos também varia de acordo com os requisitos específicos, variando de dezenas a milhares de unidades. O espaço entre os tubos, ou passo dos tubos, geralmente é de 25,4 mm.

• Desempenho

  Dependendo do tipo e modelo, os trocadores de calor de casco e tubo podem ter várias áreas de superfície, eficiências térmicas, classificações de pressão e taxas de fluxo. A área de superfície efetiva fica em torno de 1 a 500 m2, e a eficiência térmica pode chegar a mais de 90%. As classificações de pressão indicam a pressão máxima que cada trocador pode suportar, variando de 1 MPa a 4,0 MPa ou mais. As capacidades de fluxo variam com o tamanho e a configuração dos tubos de 10 m3/h a 50.000 m3/h.

• Conexão

  Os trocadores de calor de casco e tubo têm diferentes tipos de junções, como junções flangeadas e junções rosqueadas como NPT, que é o padrão americano.

Manutenção

É crucial manter os trocadores de calor de casco e tubo para garantir sua transferência de calor eficiente, evitar qualquer possibilidade de vazamento e prolongar sua vida útil. Seguir as instruções e recomendações do fabricante para o tipo específico de trocador de calor é essencial. Aqui estão algumas dicas gerais de manutenção:

• Inspeções visuais regulares para verificar se há sinais de danos, como rachaduras, amassados, deformidades etc., e corrigi-los prontamente para evitar que o problema se agrave.
• Limpeza periódica do casco e dos tubos por dentro e por fora para remover quaisquer depósitos, sujeira ou contaminantes que possam afetar a eficiência da transferência de calor.
• Aplicar lubrificantes apropriados às peças móveis do trocador de calor, como ventiladores ou sopradores, se houver, para reduzir o atrito e a abrasão. Usar aditivos em líquidos que fluem pelo trocador também pode ajudar a reduzir a corrosão e a incrustação.
• Manter o trocador de calor de casco e tubo seco e livre de umidade e ar úmido quando não estiver em uso para evitar o crescimento microbiano e a formação de ferrugem. Os tampões de tubo podem ser usados para proteger o trocador de elementos externos durante o armazenamento.

Aplicações de um trocador de calor de casco e tubo

Com base no desempenho calculado dos trocadores de calor de casco e tubo, é evidente que eles podem ser aplicados nas seguintes indústrias:

• Indústria de petróleo e gás

  Os trocadores de calor de casco e tubo são amplamente utilizados em refinarias e plantas petroquímicas. Eles podem ser usados como condensadores, resfriadores, reboilers etc. Por exemplo, um STHE é usado em processos de destilação de petróleo bruto para resfriar o petróleo bruto vaporizado a fim de separar suas diferentes frações. Geralmente, o agrupamento de tubos pode ser adotado de acordo com a complexidade do processamento de petróleo.

• Indústria naval

  As indústrias navais precisam controlar a temperatura dos motores, geradores e combustíveis enquanto trabalham no mar. O STHE pode ajudá-los a realizar isso. Além disso, os trocadores de calor de casco e tubo podem ser usados em plantas de dessalinização para converter água do mar em água doce. Os trocadores de calor são usados nessas plantas para evaporar a água do mar e separar o sal da água.

• Geração de energia

  Em usinas termoelétricas, os trocadores de calor de tubo HVAC podem ser usados como condensadores para recuperar calor dos gases de exaustão das turbinas. A recuperação de calor pode ajudar a melhorar a eficiência geral de uma usina de energia. Em usinas nucleares, os trocadores de calor de casco e tubo são usados para transferir calor do refrigerante radioativo para o refrigerante não radioativo a fim de manter uma operação estável e segura.

• HVAC

  Os trocadores de calor de casco e tubo podem ser usados em sistemas centrais de ar condicionado e sistemas de refrigeração como evaporadores ou condensadores.

• Fabricação farmacêutica

  As indústrias farmacêuticas têm que garantir a esterilização durante o processamento de medicamentos para evitar impurezas. Os trocadores de calor de casco e tubo podem ser esterilizados para atender a esses requisitos. Eles também são úteis para a indústria controlar a temperatura com precisão e promover reações químicas.

Como escolher cálculos de trocadores de calor de casco e tubo

Logística

Antes de comprar cálculos de trocadores de calor, acesse o site e verifique as credenciais do fornecedor. Certifique-se de que as avaliações de usuários recomendam o vendedor, pois esses são cálculos científicos e devem ser precisos.

Software

É essencial comprar o software que possui os algoritmos corretos para estimativa de desempenho, geração de projetos, parâmetros críticos, cálculos de custo etc. A otimização de custos é um fator vital para a configuração de trocadores de calor de casco e tubo na indústria, portanto escolha um software que tenha essa capacidade. Os requisitos específicos da indústria também devem ser levados em consideração, portanto o software deve ser flexível o suficiente para se ajustar e atender às necessidades distintas de diferentes indústrias. O fundamento legal e a responsabilidade do software também devem ser considerados. Se um trocador falhar devido a um erro de cálculo, quem será o responsável?

Foco nos Parâmetros

Certos parâmetros-chave, como área, comprimento, diâmetro, exterior e interior, densidade, coeficiente de transferência de calor, queda de pressão, capacidade, potência térmica, fluxo volumétrico, fluxo de massa, válvulas, bombas e capacidade do trocador de calor de casco e tubo devem ser o foco do software usado para cálculos. Outros parâmetros importantes incluem o custo do trocador de calor de casco e tubo e o material do qual é feito. O tipo de trocador de calor de casco e tubo também precisa ser considerado, e os cálculos relevantes de acordo com essa configuração devem estar disponíveis.

Uso Real

O uso prático real dos cálculos é talvez o fator mais crítico. Que parte da indústria se beneficiou desses cálculos? Que tipo de software de trocador de calor de casco e tubo ajudou a maximizar a produtividade? As respostas a essas perguntas e anedotas de setores específicos ajudarão na tomada de decisão final.

P & R

P1: Qual é o objetivo de realizar cálculos de trocadores de calor de casco e tubo?

R1: Realizar cálculos de trocadores de calor de casco e tubo ajuda a projetar um trocador de calor eficiente, garantindo transferência de calor adequada, queda de pressão e velocidade de fluxo para atingir o propósito pretendido.

P2: Quais são alguns dos componentes-chave de trocadores de calor de casco e tubo que precisam ser considerados durante o cálculo?
R2: Os componentes-chave incluem o casco, o tubo, as placas tubulares, o defletor, as tampas, os reguladores de fluxo e as tampas finais.

P3: Quais são os principais tipos de trocadores de calor de casco e tubo?

R3: Os principais tipos incluem Trocador de calor de contrafluxo: onde os dois fluidos fluem em direções opostas. Trocador de calor de fluxo concorrente ou paralelo: onde os dois fluidos fluem na mesma direção. Trocador de calor de fluxo cruzado: onde um fluido é perpendicular ao outro. Combinando regiões simultâneas de fluxo concorrente e contrafluxo.

P4: Por que é importante conhecer o material usado em trocadores de calor de casco e tubo?

R4: Entender o material é crucial para determinar a capacidade dos trocadores de calor de suportar altas temperaturas e ambientes corrosivos.