Noções básicas do trocador de calor: Uma troca mais eficiente
Como funciona um trocador de calor
No seu nível mais básico, um trocador de calor funciona permitindo que o calor de um fluido (um líquido ou um gás) passar para um segundo fluido sem que os dois fluidos realmente entrem em contato direto. Os dois fluidos fluem um pelo outro, separados por uma partição sólida para evitar mistura.
Esta partição, ou superfície de transferência de calor, geralmente é composto de metal que conduz bem o calor, como cobre ou alumínio. A transferência de calor ocorre porque o calor flui naturalmente de uma área de temperatura mais alta para uma área de temperatura mais baixa..
Tipos de trocadores de calor
Existem muitos tipos de trocadores de calor, mas três tipos comuns são:
- Trocadores de calor de casco e tubo: Como o nome sugere, estes consistem em uma série de tubos. Um conjunto desses tubos contém o fluido que deve ser aquecido ou resfriado. O segundo fluido passa pelos tubos que estão sendo aquecidos ou resfriados, causando assim a troca de calor entre os dois fluidos.
- Trocadores de calor de placas: Estes são compostos por vários, afinar, placas ligeiramente separadas que possuem áreas superficiais muito grandes e passagens de fluxo de fluido para transferência de calor. Este arranjo de placas empilhadas pode ser mais eficaz, em um determinado espaço, do que os trocadores de calor de casco e tubos.
- Trocadores de calor refrigerados a ar: Também conhecido como trocador de calor de bobina aletada, este tipo usa ar para resfriar um fluido que flui dentro de uma bobina, ou vice-versa. Isso é frequentemente encontrado em unidades de ar condicionado.
Eficiência em Trocadores de Calor
A eficiência de um trocador de calor é determinada por alguns fatores:
- Área de transferência de calor: Quanto maior a área de transferência de calor, mais eficiente será o trocador de calor. É por isso que os trocadores de calor a placas, com sua grande área superficial, pode ser mais eficiente do que outros tipos.
- Diferença de temperatura: Quanto maior a diferença de temperatura entre os dois fluidos, mais eficiente será a transferência de calor.
- Coeficiente de transferência de calor: Isto mede a condutividade térmica dos materiais do trocador de calor. Quanto maior o coeficiente, mais eficiente será o trocador de calor.
- Configuração de fluxo: A forma como os fluidos fluem através do trocador de calor também pode afetar a eficiência. Por exemplo, trocadores de calor de contrafluxo (onde os dois fluidos fluem em direções opostas) são geralmente mais eficientes do que projetos de fluxo paralelo.
Para concluir, trocadores de calor são componentes cruciais em uma ampla gama de aplicações. Compreender os seus princípios básicos e os factores que influenciam a sua eficiência pode ajudar a optimizar a sua utilização e melhorar a gestão energética..
Tubos de aço comumente usados para trocadores de calor: Notas, Desempenho, Parâmetros, e faixa de pressão
Os trocadores de calor são essenciais em muitas indústrias, e a escolha do material dos tubos utilizados é vital para sua eficiência e durabilidade. Aço, conhecido por suas excelentes propriedades de transferência de calor e resistência mecânica, muitas vezes é o material de escolha. Aqui estão alguns tipos de aço comumente usados para trocadores de calor, junto com seu desempenho, parâmetros, e faixa de pressão:
1. Tubos de aço carbono
Nota: ASTM A179
ASTM A179 is a frequently used grade of carbon steel in heat exchangers. Conhecido pelas suas impressionantes propriedades de transferência de calor e resistência à oxidação e corrosão a altas temperaturas.
Desempenho
- Boas propriedades de transferência de calor
- Alta resistência à oxidação e corrosão em altas temperaturas
- Acessível e prontamente disponível
Parâmetros
- Faixa de temperatura: -20 para 1200 °F
- Variação de pressão: Até 20 MPa
2. Tubos de aço de baixa liga
Nota: ASTM A213 T11, T22
ASTM A213 T11 and T22 are grades of low alloy steel often used in heat exchangers because they provide increased resistance to high temperatures and pressures compared to carbon steel.
Desempenho
- Excelente resistência à oxidação em alta temperatura
- Boa resistência à fluência
- Maior resistência em altas temperaturas
Parâmetros
- Faixa de temperatura: Até 1200 °F
- Variação de pressão: Até 20 MPa
3. Tubos de aço inoxidável
Notas: ASTM A213TP304, TP316
As classes de aço inoxidável TP304 e TP316 são amplamente utilizadas em trocadores de calor devido à sua superior resistência à corrosão, especialmente em ambientes ácidos, e boas propriedades de transferência de calor.
Desempenho
- Excelente resistência à corrosão
- Boas propriedades de transferência de calor
- Adequado para uma ampla gama de aplicações
Parâmetros
- Faixa de temperatura: -320 para 1650 °F (TP304), -325 para 1700 °F (TP316)
- Variação de pressão: Até 20 MPa
Estes são apenas alguns exemplos dos tipos de aço comumente usados para trocadores de calor. A escolha da nota dependerá dos requisitos específicos da aplicação, incluindo temperatura e pressão de operação, condições corrosivas, e vida útil desejada. Para propriedades e parâmetros detalhados, consulte sempre a norma ASTM relevante ou as especificações do fabricante.
DE 17175 é projetado para fins de temperatura elevada, A ABTER STEEL fornece os seguintes tipos de aço: St35.8, St45.8, 15Mo3, 13CrMo44, 10CrMo910. DE 17175 tubos de aço sem costura são amplamente utilizados em aparelhos de troca de calor.
ASTM A179 cobre espessura mínima de parede, tubos de aço estirados a frio sem costura para trocadores de calor tubulares, condensadores, e aparelhos semelhantes de transferência de calor. É uma espécie de tubos de baixo carbono, feitos pelo processo sem costura e trefilados a frio.
EN10216-2 é uma especificação feita para tubos de aço sem costura para fins específicos de temperatura elevada como tubo de caldeira, usinas de energia, etc., tem os seguintes tipos de aço: P195GH, P235GH, P265GH, 16Mo3, 14MoV6-3, 13CrMo4-5, 10CrMo9-10, com aço não ligado e liga incluído.
O PT 10217-1 padrão é o padrão europeu para tubos de pressão soldados, rege os requisitos técnicos para tubos de aço carbono. Esta norma é adequada para soldagem de tubos de aço carbono que possuem propriedades de temperatura ambiente e pressões nominais especificadas.. Os requisitos essenciais desta norma são resistência mínima ao limite de escoamento e resistência à tração, alongamento, soldabilidade, Valores de impacto, teste não destrutivo, etc.. Esta norma é amplamente utilizada na construção de vasos de pressão e sistemas de tubulação nas indústrias de petróleo e gás., petroquímico, e indústrias de energia.
Tubos de aço ASTM A179, ASME SA179 cobrem espessura mínima de parede, tubos de aço de baixo carbono estirados a frio sem costura para trocadores de calor tubulares, condensadores, e aparelhos semelhantes de transferência de calor.
De acordo com especificações ASTM, esta especificação específica refere-se a tubos de aço ferrítico e austenítico sem costura para uso em caldeiras, superaquecedores, e trocadores de calor. As classes específicas cobertas por esta especificação incluem T5, TP304, e outros listados em Tabelas 1 e 2. O tamanho da tubulação varia de um diâmetro interno de 1/8 polegada até um diâmetro externo de 5 polegadas, com espessuras que variam de 0.015 para 0.500 polegadas (0.4 mm para 12.7 milímetros). Se outros tamanhos forem necessários, eles podem ser especificados como parte do pedido, juntamente com espessuras mínimas e médias.
