Equipamento de troca de calor de tubo e casca

Tipos de equipamentos de troca de calor de casco e tubo

Um trocador de calor é um dispositivo que transfere calor entre dois ou mais fluidos sem misturá-los. Existem diferentes tipos de **equipamentos de troca de calor de casco e tubo**:

• Trocadores de calor tubulares:

  Os trocadores de calor tubulares consistem em um feixe de tubos selados em uma caixa. Um fluido flui através dos tubos e o outro fluido flui ao redor deles no casco. A direção do fluxo do fluido pode ser paralela ou em contracorrente. Os trocadores de calor tubulares são compactos e eficientes. Eles são adequados para manter os fluidos separados, mas ainda precisam de manutenção adequada. Os fluidos às vezes podem se misturar, razão pela qual esse tipo de trocador de calor é usado.

• Trocadores de calor de tubo duplo:

  Os trocadores de calor de tubo duplo são os trocadores de calor tubulares mais simples. Eles consistem em um tubo dentro de outro. O fluido no tubo interno é chamado de fluido primário. O fluido secundário está no anel entre os dois tubos. Os trocadores de calor de tubo duplo podem ser usados como configurações de contracorrente ou fluxo paralelo. A configuração de contracorrente é mais compacta e eficiente.

• Trocadores de calor de placas:

  Os trocadores de calor de placas são feitos de placas corrugadas finas empilhadas entre duas placas de extremidade. As placas formam canais onde o fluido quente e o fluido frio fluem alternadamente. Os fluidos processados são separados por paredes metálicas finas que transferem calor. Os trocadores de calor de placas são oferecidos em tipos com juntas, soldados e semi-soldados. Os trocadores de calor de placas com juntas são desmontáveis para manutenção, ao contrário do tipo soldado que não é. Os trocadores de calor de placas são mais compactos do que os trocadores de calor tubulares e adequados para aplicações de alta temperatura e pressão.

• Trocadores de calor em espiral:

  Os trocadores de calor em espiral têm duas espirais, uma dentro da outra. Os fluidos frio e quente circulam de forma contracorrente. O fluido frio flui para fora da espiral e o fluido quente está dentro. Os trocadores de calor em espiral são compactos e adequados para grandes áreas de transferência de calor.

Especificação e manutenção de equipamentos de troca de calor de casco e tubo

Quando se trata de especificações de equipamentos de troca de calor de casco e tubo, uma distinção pode ser feita primeiro entre o casco e o próprio tubo, pois cada componente possui especificações distintas.

• Casco: O comprimento total e o diâmetro externo dos cascos dos equipamentos de troca de calor podem variar muito amplamente, dependendo da aplicação. Os materiais dos cascos precisam ter certa resistência e tenacidade para serem usados em troca de calor. Portanto, algumas ligas ou aços inoxidáveis são comumente usadas.
• Tubo: Os tubos têm comprimentos e diâmetros específicos, dependendo do tipo de trocador de calor, bem como do material dos tubos, que é basicamente como o casco. Além disso, para aumentar a área de troca de calor, o tubo é projetado para ter um formato corrugado específico.

Além disso, as seguintes especificações também são essenciais no projeto e aplicação de equipamentos de troca de calor de casco e tubo.

• O número de fileiras: Isso se refere ao número de fileiras de tubos que existem no trocador de calor, geralmente um múltiplo de 3, como 3, 6, 9, etc. O número de fileiras determinará a densidade dos tubos.
• O layout do tubo: Normalmente, o layout do tubo dos dispositivos de troca de calor de casco e tubo é ter os tubos fixados em uma base quadrada ou hexagonal, e então os tubos são inseridos verticalmente no casco, o que é adequado para troca de calor líquido-líquido. Outra maneira é colocar tubos paralelos de forma escalonada, o que é adequado para troca de calor gás-líquido.
• Conexões: Os equipamentos de troca de calor de casco e tubo geralmente possuem muitos tipos de conexões, incluindo flanges, bicos, juntas de soquete, etc., que são usadas para conectar com válvulas, tubulações e outros sistemas.

Em geral, os equipamentos de troca de calor de casco e tubo são conectados a ferramentas de fixação de tubos, ferramentas de limpeza e outros equipamentos auxiliares para limpeza e manutenção centralizadas dos trocadores de calor de fixação de tubos. Também é importante lembrar as seguintes dicas de manutenção ao usar essas ferramentas.

• Primeiro, certifique-se de que o equipamento esteja posicionado corretamente e com segurança. Antes de usar as ferramentas de fixação de tubos, verifique os arredores para garantir que não haja obstáculos e que o solo esteja nivelado e firme para que o equipamento não tombe.
• Em segundo lugar, escolha o modelo adequado de ferramenta de fixação de tubos. Devido aos diferentes modelos e especificações dos trocadores de calor de casco e tubo, o tamanho do dispositivo de fixação de tubos usado também variará. Certifique-se de escolher uma ferramenta de fixação de tubos do tamanho certo para garantir uma fixação adequada e segura e uma troca de calor eficaz.
• Terceiro, opere a ferramenta de fixação do tubo corretamente. Ao usar a ferramenta de fixação do tubo, o operador deve segurar firmemente a alça, fixar o tubo com as duas mãos e abaixar a fixação de forma constante para o tubo de troca, que pode ser usado para apoiar e fixar o tubo. Ao usar a ferramenta, preste atenção para ajustar a distância de acordo com o número de tubos e evite amontoar e amontoar os tubos para manter o espaço entre os tubos.
• Por fim, mas não menos importante, após usar a ferramenta de fixação do tubo, é importante organizar o local e armazenar a ferramenta corretamente. Remova a ferramenta de fixação do tubo do trocador de calor e coloque-a de volta na caixa de armazenamento. Limpe o local para garantir que esteja organizado e livre de materiais perigosos.

Usos de equipamentos de troca de calor de casco e tubo

Indústrias que requerem aquecimento, resfriamento ou recuperação de calor usam trocadores de calor de casco e tubo. Ambas as extremidades do trocador de calor possuem chapas de tubos, uma no exterior e outra no interior. Placas defletoras circulares que se assemelham a discos são posicionadas entre as chapas de tubos. O trocador de calor de casco e tubo funciona forçando os fluidos a passar pelas placas ou tubos, permitindo que eles se misturem.

Este equipamento pode ser encontrado nas seguintes indústrias:

• Indústria alimentícia

  O trocador de calor de casco e tubo pode ser empregado na indústria de alimentos e bebidas para pasteurizar, esterilizar ou resfriar líquidos, sopas e produtos lácteos. Ele lida efetivamente com o tratamento térmico de alimentos, mantendo seu conteúdo nutricional e sabor.

• Farmacêutica

  No setor farmacêutico, os trocadores de calor de casco e tubo podem ser usados para recuperação de calor para otimizar o consumo de energia, pré-aquecimento de fluidos de lavagem, esterilização e controle do clima em ambientes de sala limpa. Eles contribuem para a eficiência e qualidade dos processos de produção farmacêutica.

• Energia

  Os trocadores de calor de casco e tubo desempenham um papel fundamental na geração de energia. Eles são usados em usinas termelétricas para condensação de vapor, resfriamento de mancais de turbinas e pré-tratamento de água de refrigeração. Os trocadores de calor aumentam a eficiência e a sustentabilidade dos processos de conversão de energia.

• HVAC

  Nos sistemas HVAC, os trocadores de calor de casco e tubo são utilizados para aplicações de recuperação de calor, resfriamento e aquecimento. Eles permitem a recuperação de energia do ar de exaustão, transferem calor entre o ar e os refrigerantes e melhoram a eficiência geral e o desempenho dos sistemas HVAC em edifícios.

• Química

  Os trocadores de calor de casco e tubo são amplamente utilizados no processamento químico para várias operações, como resfriamento, aquecimento, condensação e evaporação. Eles são essenciais para controlar a temperatura, otimizar reações e garantir uma transferência de calor eficiente em instalações de produção química.

• Metais

  Na indústria metalúrgica, os trocadores de calor de casco e tubo encontram aplicações no resfriamento de metal fundido, recuperação de calor dos gases de exaustão e resfriamento do processo. Eles contribuem para o controle da temperatura, a recuperação de energia e a manutenção da qualidade nos processos de fabricação de metais.

• Marinha

  Os trocadores de calor de casco e tubo são utilizados em aplicações marítimas, como construção naval e plataformas offshore. Eles são empregados para o resfriamento de motores, recuperação de calor da exaustão e sistemas HVAC em navios e embarcações marítimas, garantindo uma operação confiável em ambientes marítimos.

• Petróleo e gás

  Os trocadores de calor de casco e tubo desempenham um papel fundamental na indústria de petróleo e gás. Eles são usados em refinarias, plantas petroquímicas e plataformas offshore para resfriamento, recuperação de calor e controle de temperatura em vários processos, apoiando a extração e o processamento de recursos de petróleo e gás.

Como escolher equipamentos de troca de calor de casco e tubo

Geralmente, os compradores de empresas podem considerar os seguintes fatores ao escolher equipamentos de troca de calor de casco e tubo para suas aplicações e necessidades específicas.

• Requisitos de desempenho: É essencial aprimorar métricas de desempenho, como eficiência de transferência de calor, queda de pressão ou coeficiente de desempenho geral? Estabeleça metas de desempenho específicas para selecionar trocadores adequados para atender a essas metas.
• Características do meio: Considere as propriedades físicas e químicas dos meios de trabalho, incluindo temperatura, pressão, viscosidade, corrosividade e estados do fluido (fixo, gasoso ou suspensão). Alguns trocadores de calor de tubo são adequados para certos meios, como trocadores de calor de casco e tubo, que são normalmente usados para líquidos e gases, mas não para fluidos bifásicos. Os compradores precisam conhecer as características do meio e os requisitos da estrutura do material do trocador de calor.
• Tipo de estrutura: Os compradores precisam entender as necessidades operacionais e o ambiente de instalação. Decida quais tipos de estruturas de trocadores de calor são adequados, como trocadores de calor de casco e tubo, tubos de resfriamento a ar ou trocadores de calor de placas. Por exemplo, os trocadores de calor de placas ocupam menos espaço. Em contraste, os trocadores de calor de casco e tubo podem ser mais escalonáveis e adequados para condições de alta temperatura e alta pressão.
• Manutenção e limpeza: Os trocadores de calor, especialmente aqueles usados para fluidos oleosos ou viscosos, devem ser limpos regularmente para evitar incrustações e entupimentos, o que pode afetar a eficiência da transferência de calor e o desempenho geral. A limpeza é crítica para manter o desempenho de longo prazo e a confiabilidade dos trocadores de calor. Considere os requisitos de manutenção e limpeza de diferentes tipos de trocadores de calor. Considere a facilidade de acesso, limpeza e manutenção do equipamento.
• Custo e orçamento: O custo inicial de compra e instalação do trocador de calor e os custos operacionais, incluindo consumo de energia, manutenção e custos de reparo.

Perguntas e Respostas

P1: Por que os trocadores de calor de casco e tubo ainda são uma escolha preferencial em muitas aplicações industriais?

A1: Apesar do surgimento de tecnologias modernas de troca de calor, os trocadores de calor de casco e tubo continuam a ser preferidos em muitas aplicações industriais porque ainda são eficazes. Eles são construídos para durar e podem lidar com volumes maiores de fluido. Além disso, o design do trocador de calor de casco e tubo é familiar aos profissionais da indústria. Existe um conhecimento bem estabelecido sobre desempenho, manutenção e problemas potenciais.

P2: Como os compradores B2B determinam o trocador de calor certo para sua aplicação específica?

A2: Primeiro, a finalidade principal dos trocadores deve ser compreendida - se é para aquecer, resfriar, condensar ou vaporizar. Depois disso, os tipos de fluido, suas temperaturas, níveis de pressão e quaisquer riscos potenciais devem ser considerados. Em seguida, considere a eficiência do trocador, o espaço disponível e as restrições de orçamento. Por fim, consulte os fornecedores. Muitos fornecedores de trocadores de calor possuem equipes de engenharia que ajudam os compradores a selecionar o equipamento certo.

P3: Quais são algumas tendências emergentes na tecnologia de trocadores de calor que os compradores B2B devem conhecer?

A3: Existem novos materiais para trocadores de calor. Por exemplo, o grafeno é um forte candidato para futuros projetos de trocadores de calor devido à sua excepcional condutividade térmica. Há também projetos compactos de trocadores de calor. Unidades de sistema combinadas que integram a troca de calor com outros processos, como recuperação de calor, também estão se tornando populares.