{"id":784,"date":"2024-06-07T09:52:54","date_gmt":"2024-06-07T01:52:54","guid":{"rendered":"https:\/\/www.cmecsteel.com\/?post_type=products&p=784"},"modified":"2024-08-02T10:36:06","modified_gmt":"2024-08-02T02:36:06","slug":"high-efficiency-industrial-heat-exchanger","status":"publish","type":"products","link":"https:\/\/www.cmecsteel.com\/pt\/products\/high-efficiency-industrial-heat-exchanger\/","title":{"rendered":"Trocador de calor de casco e tubo de alto desempenho: Solu\u00e7\u00e3o para quest\u00f5es de efici\u00eancia e durabilidade na ind\u00fastria de processamento qu\u00edmico"},"content":{"rendered":"

Um permutador de calor \u00e9 um dispositivo que transfere parte do calor de um fluido quente para um fluido frio, tamb\u00e9m conhecido como permutador de calor. Os permutadores de calor desempenham um papel importante nos sectores qu\u00edmico, petrol\u00edfero, energ\u00e9tico, alimentar e em muitas outras produ\u00e7\u00f5es industriais. Na produ\u00e7\u00e3o qu\u00edmica, os permutadores de calor podem ser utilizados como aquecedores, arrefecedores, condensadores, evaporadores e recozedores, e s\u00e3o amplamente utilizados.<\/p>\n

Adequado para permutadores de calor com diferentes meios, condi\u00e7\u00f5es de trabalho, temperaturas e press\u00f5es, e com diferentes tipos estruturais. A classifica\u00e7\u00e3o espec\u00edfica dos permutadores de calor \u00e9 a seguinte
\nClassifica\u00e7\u00e3o com base nos princ\u00edpios de transfer\u00eancia de calor
\n1. O permutador de calor entre paredes \u00e9 um tipo de permutador de calor em que dois fluidos com temperaturas diferentes circulam num espa\u00e7o separado pela parede, conduzindo o calor na parede e a convec\u00e7\u00e3o na superf\u00edcie da parede. O calor \u00e9 transferido entre os dois fluidos. Os permutadores de calor do tipo parede incluem os permutadores do tipo casco e tubo, do tipo manga e outros tipos de permutadores de calor. Os permutadores de calor de parede s\u00e3o os tipos de permutadores de calor mais utilizados.
\n2. Um permutador de calor de armazenamento de calor \u00e9 um corpo de armazenamento de calor composto por materiais s\u00f3lidos, que transfere calor de um fluido de alta temperatura para um fluido de baixa temperatura. O meio quente atinge primeiro uma determinada temperatura atrav\u00e9s do aquecimento do material s\u00f3lido e, em seguida, o meio frio \u00e9 aquecido pelo material s\u00f3lido para atingir o objetivo da transfer\u00eancia de calor. Os permutadores de calor regenerativos incluem os tipos rotativo e de comuta\u00e7\u00e3o de v\u00e1lvulas.
\n3. Permutador de calor indireto de liga\u00e7\u00e3o de fluido O permutador de calor indireto de liga\u00e7\u00e3o de fluido \u00e9 um permutador de calor que liga dois permutadores de calor de superf\u00edcie com um transportador de calor circulante. O transportador de calor circula entre o permutador de calor de fluido a alta temperatura e o fluido a baixa temperatura, recebendo calor no fluido a alta temperatura e libertando calor para o fluido a baixa temperatura no permutador de calor de fluido a baixa temperatura.
\n4. O permutador de calor de contacto direto, tamb\u00e9m conhecido como permutador de calor h\u00edbrido, \u00e9 um equipamento em que dois fluidos entram em contacto direto e se misturam para troca de calor, como uma torre de \u00e1gua fria, um condensador de g\u00e1s, etc.
\n5. Um permutador de calor composto \u00e9 um equipamento que combina dois tipos de m\u00e9todos de transfer\u00eancia de calor: transfer\u00eancia de calor indireta da superf\u00edcie do vapor e transfer\u00eancia de calor direta do fluxo de \u00e1gua misturada. Comparado com a transfer\u00eancia indireta de calor na superf\u00edcie do vapor, tem uma maior efici\u00eancia de transfer\u00eancia de calor; Comparado com a mistura direta de vapor e \u00e1gua para troca de calor, tem maior estabilidade e menor ru\u00eddo unit\u00e1rio.
\nClassificados por objetivo
\n1. Um aquecedor aquece o fluido at\u00e9 \u00e0 temperatura necess\u00e1ria, mas o fluido aquecido n\u00e3o sofre qualquer mudan\u00e7a de fase.
\n2. O pr\u00e9-aquecedor pr\u00e9-aquece o fluido antecipadamente, fornecendo par\u00e2metros de processo padr\u00e3o para opera\u00e7\u00f5es de processo.
\n3. Um sobreaquecedor \u00e9 utilizado para aquecer um fluido (g\u00e1s de processo ou vapor) at\u00e9 um estado de sobreaquecimento. 4. O evaporador \u00e9 utilizado para aquecer o fluido a uma temperatura acima do ponto de ebuli\u00e7\u00e3o, provocando a evapora\u00e7\u00e3o do fluido, normalmente com mudan\u00e7as de fase.
\nClassificados por estrutura
\nPode ser dividido em: permutadores de calor de cabe\u00e7a flutuante, permutadores de calor de placas tubulares fixas, permutadores de calor de placas tubulares em forma de U, permutadores de calor de placas, etc<\/p>\n

Os permutadores de calor podem ser divididos em tr\u00eas tipos com base em diferentes m\u00e9todos de transfer\u00eancia de calor: h\u00edbrido, armazenamento t\u00e9rmico e inter-paredes.<\/p>\n

Um permutador de calor h\u00edbrido \u00e9 um permutador de calor que troca calor atrav\u00e9s do contacto direto e da mistura de fluidos frios e quentes, tamb\u00e9m conhecido como permutador de calor de contacto. Uma vez que \u00e9 necess\u00e1ria uma separa\u00e7\u00e3o atempada ap\u00f3s a mistura e a troca de calor entre dois fluidos, este tipo de permutador de calor \u00e9 adequado para a troca de calor entre fluidos gasosos e l\u00edquidos. Por exemplo, nas torres de arrefecimento utilizadas em centrais el\u00e9ctricas e qu\u00edmicas, a \u00e1gua quente \u00e9 pulverizada de cima para baixo, enquanto o ar frio \u00e9 aspirado de baixo para cima. Na superf\u00edcie da pel\u00edcula de \u00e1gua ou das got\u00edculas do material de enchimento, a \u00e1gua quente e o ar frio entram em contacto para troca de calor. A \u00e1gua quente \u00e9 arrefecida, o ar frio \u00e9 aquecido e depois separado atempadamente, dependendo da diferen\u00e7a de densidade entre os dois fluidos.<\/p>\n

Um permutador de calor de armazenamento t\u00e9rmico \u00e9 um tipo de permutador de calor que utiliza o fluxo alternado de fluidos frios e quentes atrav\u00e9s da superf\u00edcie do material de armazenamento t\u00e9rmico (embalagem) numa c\u00e2mara de armazenamento t\u00e9rmico, a fim de trocar calor, tal como uma c\u00e2mara de armazenamento t\u00e9rmico para pr\u00e9-aquecer o ar abaixo de um forno de coque. Este tipo de permutador de calor \u00e9 utilizado principalmente para recuperar e utilizar o calor dos gases de escape a alta temperatura. Um equipamento semelhante destinado a recuperar energia fria \u00e9 designado por dispositivo de armazenagem a frio, que \u00e9 frequentemente utilizado em dispositivos de separa\u00e7\u00e3o de ar.<\/p>\n

Um permutador de calor de parede \u00e9 um tipo de permutador de calor em que os fluidos frio e quente s\u00e3o separados por paredes s\u00f3lidas e a troca de calor ocorre atrav\u00e9s das paredes. Por conseguinte, tamb\u00e9m \u00e9 conhecido como um permutador de calor de superf\u00edcie, e este tipo de permutador de calor \u00e9 o mais utilizado.<\/p>\n

Os permutadores de calor de parede podem ser divididos em tipo de tubo, tipo de placa e outros tipos com base na estrutura da superf\u00edcie de transfer\u00eancia de calor. Os permutadores de calor de tubos utilizam a superf\u00edcie do tubo como superf\u00edcie de transfer\u00eancia de calor, incluindo os permutadores de calor de tubos em serpentina, os permutadores de calor tubulares e os permutadores de calor de casco e tubo; Os permutadores de calor de placas utilizam a superf\u00edcie da placa como superf\u00edcie de transfer\u00eancia de calor, incluindo os permutadores de calor de placas, os permutadores de calor de placas em espiral, os permutadores de calor de placas com aletas, os permutadores de calor de placas com casco e os permutadores de calor de placas com guarda-chuva, etc.; Outros tipos de permutadores de calor s\u00e3o concebidos para satisfazer determinados requisitos especiais, tais como os permutadores de calor de superf\u00edcie raspada, os permutadores de calor de placas rotativas e os refrigeradores de ar.<\/p>\n

Existem geralmente dois tipos de direc\u00e7\u00f5es de fluxo relativo para fluidos em permutadores de calor: fluxo para a frente e fluxo inverso. Quando o fluxo \u00e9 descendente, a diferen\u00e7a de temperatura entre os dois fluidos \u00e0 entrada \u00e9 m\u00e1xima e diminui gradualmente ao longo da superf\u00edcie de transfer\u00eancia de calor, at\u00e9 que a diferen\u00e7a de temperatura \u00e0 sa\u00edda seja m\u00ednima. Quando em fluxo inverso, a distribui\u00e7\u00e3o da diferen\u00e7a de temperatura entre os dois fluidos ao longo da superf\u00edcie de transfer\u00eancia de calor \u00e9 relativamente uniforme. Partindo do princ\u00edpio de que as temperaturas de entrada e de sa\u00edda dos fluidos frio e quente s\u00e3o constantes, quando ambos os fluidos n\u00e3o t\u00eam transi\u00e7\u00e3o de fase, a diferen\u00e7a de temperatura uniforme m\u00e1xima e m\u00ednima no escoamento em contracorrente \u00e9 a mesma.<\/p>\n

Sob a premissa de completar a mesma transfer\u00eancia de calor, a utiliza\u00e7\u00e3o de contracorrente pode aumentar a diferen\u00e7a de temperatura uniforme e reduzir a \u00e1rea de transfer\u00eancia de calor do permutador de calor; se a \u00e1rea de transfer\u00eancia de calor permanecer inalterada, a utiliza\u00e7\u00e3o de contracorrente pode reduzir o consumo de fluidos de aquecimento ou arrefecimento. Se a \u00e1rea de transfer\u00eancia de calor permanecer inalterada, a utiliza\u00e7\u00e3o do contra-fluxo pode reduzir o consumo de fluidos de aquecimento ou de arrefecimento.<\/p>\n

Quando h\u00e1 uma mudan\u00e7a de fase (ebuli\u00e7\u00e3o ou condensa\u00e7\u00e3o) entre fluidos frios e quentes, e apenas o calor latente de vaporiza\u00e7\u00e3o \u00e9 libertado ou absorvido durante a mudan\u00e7a de fase, a temperatura do fluido em si n\u00e3o se altera. Por conseguinte, as temperaturas de entrada e de sa\u00edda do fluido s\u00e3o iguais. Neste momento, a diferen\u00e7a de temperatura entre os dois fluidos \u00e9 independente da escolha da dire\u00e7\u00e3o do fluxo do fluido. Para al\u00e9m dos fluxos a montante e a jusante, existem tamb\u00e9m direc\u00e7\u00f5es de fluxo como o fluxo cruzado e a turbul\u00eancia.<\/p>\n

A redu\u00e7\u00e3o da resist\u00eancia t\u00e9rmica nos permutadores de calor entre paredes para melhorar o coeficiente de transfer\u00eancia de calor \u00e9 uma quest\u00e3o importante durante o processo de transfer\u00eancia de calor. A resist\u00eancia t\u00e9rmica prov\u00e9m principalmente da fina camada de fluido (designada por camada limite) aderida \u00e0 superf\u00edcie de transfer\u00eancia de calor em ambos os lados da parede interm\u00e9dia e da camada de incrusta\u00e7\u00f5es formada em ambos os lados da parede durante a utiliza\u00e7\u00e3o do permutador de calor. A resist\u00eancia t\u00e9rmica da parede met\u00e1lica \u00e9 relativamente pequena.<\/p>\n

O aumento da velocidade do fluxo e da perturba\u00e7\u00e3o do fluido pode diluir a camada limite, reduzir a resist\u00eancia t\u00e9rmica e melhorar o coeficiente de transfer\u00eancia de calor. No entanto, o aumento do caudal do fluido aumentar\u00e1 o consumo de energia, pelo que deve ser feita uma coordena\u00e7\u00e3o justa entre a redu\u00e7\u00e3o da resist\u00eancia t\u00e9rmica e a redu\u00e7\u00e3o do consumo de energia durante o projeto. Para reduzir a resist\u00eancia t\u00e9rmica da sujidade, \u00e9 poss\u00edvel atrasar a forma\u00e7\u00e3o de sujidade e limpar a superf\u00edcie de transfer\u00eancia de calor dentro do prazo.<\/p>\n

Geralmente, os permutadores de calor s\u00e3o feitos de materiais met\u00e1licos, entre os quais o a\u00e7o-carbono e o a\u00e7o de baixa liga s\u00e3o maioritariamente utilizados para fabricar permutadores de calor de m\u00e9dia e baixa press\u00e3o; al\u00e9m de ser utilizado principalmente para diferentes condi\u00e7\u00f5es de resist\u00eancia \u00e0 corros\u00e3o, o a\u00e7o inoxid\u00e1vel austen\u00edtico tamb\u00e9m pode ser utilizado como um material resistente a altas e baixas temperaturas; O cobre, o alum\u00ednio e as suas ligas s\u00e3o normalmente utilizados no fabrico de permutadores de calor de baixa temperatura; A liga de n\u00edquel \u00e9 utilizada em condi\u00e7\u00f5es de alta temperatura; Al\u00e9m de fabricar pe\u00e7as de juntas, alguns materiais n\u00e3o met\u00e1licos t\u00eam sido utilizados para fabricar permutadores de calor resistentes \u00e0 corros\u00e3o, tais como permutadores de calor de grafite, permutadores de calor de fluoropl\u00e1stico e permutadores de calor de vidro.<\/p>\n

As principais \u00e1reas de aplica\u00e7\u00e3o dos permutadores de calor
\n1\u3001 Ind\u00fastria qu\u00edmica
\nOs permutadores de calor s\u00e3o amplamente utilizados na ind\u00fastria qu\u00edmica e podem ser utilizados em v\u00e1rios processos, tais como condensa\u00e7\u00e3o, evapora\u00e7\u00e3o, cristaliza\u00e7\u00e3o, secagem e pir\u00f3lise. As aplica\u00e7\u00f5es mais comuns incluem aquecimento de vapor, recupera\u00e7\u00e3o de refrigerante, concentra\u00e7\u00e3o, aquecimento e arrefecimento, etc. A transfer\u00eancia de calor pode ser efectuada atrav\u00e9s de permutadores de calor, que podem reduzir as emiss\u00f5es de gases nocivos e melhorar a efici\u00eancia da produ\u00e7\u00e3o.
\n2\u3001 Ind\u00fastria da energia
\nNo sector da energia, a aplica\u00e7\u00e3o de permutadores de calor inclui principalmente petr\u00f3leo, g\u00e1s natural, energia nuclear, energia e\u00f3lica, energia solar, etc. Os permutadores de calor podem ser utilizados para aquecimento, arrefecimento e destila\u00e7\u00e3o de petr\u00f3leo e g\u00e1s natural. Podem recuperar o calor residual e fornecer energia t\u00e9rmica a outros equipamentos, conseguindo uma utiliza\u00e7\u00e3o eficaz da energia.
\n3\u3001 Ind\u00fastria de prote\u00e7\u00e3o ambiental
\nOs permutadores de calor t\u00eam tamb\u00e9m aplica\u00e7\u00f5es importantes na ind\u00fastria de prote\u00e7\u00e3o ambiental, que podem ser utilizadas em v\u00e1rios aspectos, como o tratamento de \u00e1guas residuais, a purifica\u00e7\u00e3o de gases e a secagem de lamas. A aplica\u00e7\u00e3o de permutadores de calor pode reduzir a descarga de gases residuais, \u00e1guas residuais e esc\u00f3rias, reduzir a polui\u00e7\u00e3o e melhorar a efic\u00e1cia da prote\u00e7\u00e3o ambiental.
\n4\u3001 Ind\u00fastrias alimentares e farmac\u00eauticas
\nEm ind\u00fastrias como a alimentar e a m\u00e9dica, os permutadores de calor s\u00e3o utilizados principalmente para aquecimento, arrefecimento, evapora\u00e7\u00e3o, concentra\u00e7\u00e3o e outros processos. Durante o processamento de alimentos, os permutadores de calor podem ser utilizados para desinfetar e esterilizar, melhorando a qualidade e a seguran\u00e7a dos alimentos; na ind\u00fastria farmac\u00eautica, os permutadores de calor podem controlar a temperatura de rea\u00e7\u00e3o, conseguir um fabrico preciso de medicamentos e melhorar a qualidade do produto.
\n5\u3001 Ind\u00fastria da constru\u00e7\u00e3o
\nNo sector da constru\u00e7\u00e3o, os permutadores de calor s\u00e3o utilizados principalmente em \u00e1reas como o AVAC e o ar condicionado. Atrav\u00e9s da utiliza\u00e7\u00e3o de um permutador de calor, \u00e9 poss\u00edvel obter aquecimento, arrefecimento, desumidifica\u00e7\u00e3o e outras fun\u00e7\u00f5es do ar em situa\u00e7\u00f5es em que existe uma grande diferen\u00e7a de temperatura entre o interior e o exterior, melhorando o ambiente interior e aumentando o conforto.<\/p>\n

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