Shell tubo calor trocador dimensionamento

Tipos de dimensionamento de trocadores de calor de casco e tubo

Estes são os diferentes tipos de trocadores de calor de casco e tubo que os compradores normalmente encontrarão nas listas de fornecedores de trocadores de calor de casco e tubo.

• Trocadores de calor de casco e tubo industriais

  Um trocador de calor de casco e tubo industrial é um dispositivo grande e resistente usado para transferir calor entre dois fluidos em ambientes industriais. O projeto geralmente possui um casco cilíndrico que contém vários tubos. Um fluido passa pelos tubos, enquanto outro fluido se move ao redor do exterior dos tubos no casco. Essa configuração permite que o calor se mova de um fluido para o outro. Esses trocadores de calor são comumente usados para resfriar ou aquecer líquidos em grandes fábricas e usinas. Eles podem lidar com o trabalho com uma grande quantidade de fluidos e são construídos para atender às necessidades rigorosas do uso industrial.

• Trocadores de calor de duplo tubo

  Um trocador de calor de casco e tubo de duplo tubo é um dispositivo simples usado para transferir calor entre dois fluidos. Ele faz isso usando dois tubos, um encaixado no outro. O tubo interno carrega um fluido, enquanto o tubo externo carrega um segundo fluido. O calor se move do tubo interno para o tubo externo, aquecendo ou resfriando os fluidos. Os trocadores de calor de duplo tubo são considerados modelos de nível básico. Eles são fáceis de fazer e operar, por isso são frequentemente usados em operações menores onde equipamentos avançados não são necessários. Embora simples, os trocadores de duplo tubo fazem efetivamente o seu trabalho de transferência de calor entre líquidos.

• Trocadores de calor de casco e tubo em espiral

  Um trocador de calor de casco e tubo em espiral é um dispositivo avançado para transferir calor entre dois fluidos de forma eficiente. Seu projeto apresenta tubos em espiral dentro de um casco circular. Os tubos em espiral ocupam menos espaço em comparação com os tubos retos, permitindo uma troca de calor mais eficaz. Os projetos de trocadores de calor de casco e tubo em espiral maximizam a transferência de calor, pois têm comprimentos de tubo mais longos dentro de uma área compacta. Este projeto é ideal para situações em que a economia de espaço é importante. Além disso, os trocadores de calor em espiral podem lidar com uma ampla gama de taxas de fluxo e pressões, tornando-os flexíveis para muitas aplicações industriais.

Especificação e manutenção do dimensionamento de trocadores de calor de casco e tubo

Os trocadores de calor geralmente possuem parâmetros de projeto específicos que variam de um trocador de calor industrial para outro.

• Material de construção

  O trocador de calor é feito de material projetado para suportar ambientes corrosivos. Por exemplo, trocadores de calor em aplicações de alimentos e farmacêuticas usam aço inoxidável com materiais higiênicos de grau médico.

• Pressão de projeto

  A pressão que um trocador de calor pode suportar afeta a eficiência do sistema. Os trocadores de calor com sistemas de baixa pressão são aproximadamente 0,075” a 0,12” no manômetro. Por outro lado, os projetos para processos de alta pressão, a pressão do sistema de trocadores de calor de casco e tubo, pode ser de até 0,25” ou mais no manômetro. Isso cria pressão para que ele resista à mídia de entrada e saída.

• Temperatura de projeto

  Do ponto de vista do processo, a temperatura e a pressão da mídia de entrada e saída, bem como a temperatura ambiente onde o trocador está localizado. Para processos de baixa temperatura, materiais convencionais de aço carbono e aço inoxidável são adequados. No entanto, para trocadores criogênicos, o material de projeto deve ter propriedades especiais. Para processos de alta temperatura, 300lb (150C), 600lb (200C), 900lb (350C) e 1500lb (450C) são padrões.

• Tamanho do núcleo

  Isso determina as dimensões gerais de um trocador de calor. Para trocadores de calor pequenos e compactos em caldeiras domésticas e cilindros de água quente, a forma geral pode ser retangular. Grandes unidades industriais são sempre tubulares e podem ter vários metros de comprimento com um grande diâmetro.

Manutenção

É importante inspecionar e limpar o trocador de calor regularmente para mantê-lo em boas condições. Mais especificamente, os trocadores de calor de casco e tubo geralmente requerem limpeza devido à incrustação. Normalmente, a frequência pode variar de uma vez a cada poucos meses a uma vez a cada poucos anos, dependendo da aplicação. Em alguns casos, a limpeza em linha também pode ser usada se a limpeza contínua for possível e ajudará a reduzir a frequência da manutenção programada. A limpeza do trocador de calor pode ser feita usando limpeza química apenas para trocadores de calor de liga ou aço carbono, ou métodos de limpeza eletrolítica por respingo podem ser usados para qualquer trocador de calor condutor sem limpeza química.

Ao fornecer serviços de manutenção aos clientes, é importante informá-los que a limpeza mecânica pode ser feita em trocadores de calor feitos de cobre-latão ou cobre e só pode ser feita eletricamente.

Aplicações do dimensionamento de trocadores de calor de casco e tubo

Os trocadores de calor de casco e tubo, com seu design robusto, função versátil e desempenho eficaz de troca de calor, são amplamente utilizados em muitos setores e indústrias.

• Indústria petroquímica

  Na indústria petroquímica, os trocadores de calor de casco e tubo são amplamente utilizados no refino de petróleo, produção química e outros elos. Por exemplo, no processo de destilação de petróleo bruto, os trocadores de calor de casco e tubo podem ser usados para resfriar o vapor de alta temperatura gerado durante a destilação, utilizando água de resfriamento ou outros fluidos de baixa temperatura, recuperando assim energia térmica e melhorando a utilização de recursos.

• Indústria de geração de energia

  Na indústria de geração de energia, os trocadores de calor de casco e tubo são comumente usados em usinas termoelétricas, usinas nucleares e outros tipos de equipamentos de geração de energia. Por exemplo, em um sistema de geração de energia de ciclo de vapor, os trocadores de calor de casco e tubo podem ser usados como economizadores ou condensadores para melhorar a eficiência da geração de energia recuperando calor dos gases de combustão ou resfriando o vapor.

• Indústria de alimentos e bebidas

  Na indústria de alimentos e bebidas, os trocadores de calor de casco e tubo são amplamente utilizados em áreas como processamento, esterilização e refrigeração. Por exemplo, em equipamentos de processamento de leite, os trocadores de calor de casco e tubo podem ser usados para pasteurização ou esterilização para garantir a segurança alimentar e atender aos padrões sanitários relevantes. Além disso, os trocadores de calor de casco e tubo podem ser usados para refrigerar ou aquecer em cervejarias e produção de bebidas para controlar a temperatura do processo com precisão.

• Sistema HVAC

  Em sistemas HVAC, os trocadores de calor de casco e tubo são usados para aquecimento ou resfriamento interno, transferindo calor entre o refrigerante e a água. Isso permite que o sistema atinja as funções de regulação de temperatura e conforto.

• Indústria naval

  Na indústria naval, os trocadores de calor de casco e tubo são amplamente utilizados em sistemas de potência de navios, sistemas de refrigeração e outros equipamentos. Por exemplo, no sistema de resfriamento de motores marítimos, os trocadores de calor de casco e tubo são usados para transferir calor do motor para a água de resfriamento ou outros fluidos para manter temperaturas de operação adequadas, garantindo assim a confiabilidade e segurança do equipamento.

Como escolher o dimensionamento do trocador de calor de casco e tubo

Considere os seguintes parâmetros ao dimensionar um trocador de calor de casco e tubo.

• Requisitos térmicos

  Entenda a demanda de transferência de calor da aplicação. Determine a quantidade de calor a ser transferida, as temperaturas dos fluidos, as taxas de fluxo e a variação de temperatura permitida. Realize cálculos térmicos para determinar o tamanho do trocador de calor que pode atender aos requisitos de transferência de calor.

• Propriedades do fluido

  Considere as características dos fluidos a serem aquecidos ou resfriados, incluindo viscosidade, densidade, capacidade térmica específica e a presença de impurezas que podem causar incrustação.

• Queda de pressão

  Considere a queda de pressão permitida no sistema. Um trocador de calor de casco e tubo com mais tubos terá uma queda de pressão maior. Isso pode influenciar a escolha de bombas de circulação e a configuração do sistema de tubulação.

• Área e peso

  O tamanho do trocador de calor determinará sua área ou peso. Em um espaço limitado ou onde houver restrições de peso, um trocador de calor menor será mais adequado.

• Custo

  Um pequeno trocador de calor terá um custo inicial mais econômico. Se o orçamento for pequeno, pode ser mais viável instalar um pequeno trocador de calor, mesmo que não seja a solução mais econômica na análise do ciclo de vida.

• Expansão futura

  Se houver possibilidade de expansão futura, pode ser melhor investir em um trocador de calor mais substancial. Fazer isso evitará a necessidade de substituir o trocador de calor no futuro para acomodar novas capacidades.

Dimensionamento de trocadores de calor de casco e tubo Q&A

P1: Por que é importante dimensionar os trocadores de calor corretamente?

R1: Dimensionar os trocadores de calor corretamente permite que as empresas projetem sistemas eficientes que atendam às suas necessidades dentro das restrições de orçamento. Isso evita problemas como desempenho insuficiente, uso excessivo de energia e falha prematura do equipamento.

P2: Quais são alguns desafios no dimensionamento de trocadores de calor de casco e tubo?

R2: Alguns desafios incluem a complexidade de contabilizar as propriedades do fluido, a transferência de temperatura desejada, os cálculos de queda de pressão, a incrustação potencial do trocador e a necessidade de margem de segurança nos tamanhos.

P3: Existem ferramentas de software para auxiliar no dimensionamento de trocadores de calor de casco e tubo?

R3: Sim, existem vários programas de software que podem ajudar os engenheiros com os cálculos de dimensionamento de trocadores de calor de casco e tubo. Isso permite avaliações mais precisas e agiliza o processo. No entanto, ainda é importante que a decisão final seja baseada no julgamento profissional e na experiência.