Um trocador de calor é um dispositivo de economia de energia que transfere calor entre dois ou mais fluidos em diferentes temperaturas. Para aquecimento de grandes áreas, a existência de um trocador de calor é essencial.
De acordo com o método de transferência de calor do trocador de calor, o trocador de calor pode ser dividido em três categorias:
Um trocador de calor de contato direto, também chamado de trocador de calor híbrido, é um dispositivo no qual fluidos quentes e frios estão em contato direto e trocam calor. Normalmente, os dois fluidos em contato direto são gás e líquido com menor pressão de vaporização;
O princípio de funcionamento do trocador de calor de armazenamento de energia é usar a condutividade térmica de substâncias sólidas. Especificamente, o meio de aquecimento primeiro aquece a substância sólida a uma certa temperatura e o meio frio obtém calor da substância sólida. Através deste processo, a transferência de calor pode ser realizada. ;
O trocador de calor de parede divisória também utiliza a condução de calor do intermediário, e os meios frio e quente são separados por uma parede divisória sólida e trocam calor através da parede divisória. Para empresas de aquecimento, os trocadores de calor de parede divisória são os mais amplamente utilizados. De acordo com diferentes estruturas, também pode ser dividido em trocadores de calor de tubos, trocadores de calor de placas e trocadores de calor de tubos de calor.
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Trocador de calor casco e tubo
Os trocadores de calor casco e tubo também são chamados de trocadores de calor casco e tubo. É um trocador de calor de parede particionada que usa a parede do feixe de tubos fechado no invólucro como superfície de transferência de calor. Este tipo de trocador de calor tem uma estrutura relativamente simples e operação confiável. Pode ser feito de vários materiais estruturais (principalmente materiais metálicos) e pode ser usado sob alta temperatura e alta pressão. É o tipo mais utilizado atualmente.
Trocador de calor casco e tubo
De acordo com as medidas de compensação adotadas, os trocadores de calor casco e tubo podem ser divididos em quatro tipos: trocadores de calor tubo-chapa fixos, trocadores de calor de cabeça flutuante, trocadores de calor de tubo em U e trocadores de calor de caixa de gaxetas.
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Trocador de calor de folha de tubo fixo
O trocador de calor fixo tubo-folha é um tipo de trocador de calor casco e tubo. As folhas de tubo em ambas as extremidades do trocador de calor de folha de tubo fixo são conectadas ao invólucro por soldagem e são compostas principalmente de invólucro, folha de tubo, feixe de tubos, tampa superior (cabeça) e outros componentes.
Trocador de calor de folha de tubo fixo
As vantagens dos trocadores de calor chapa-tubo fixos são:
◆Estrutura simples;
◆No mesmo diâmetro de casco, o número de tubos é o maior e o bypass é o menor;
◆Cada tubo de troca de calor pode ser substituído e o interior do tubo é fácil de limpar.
As desvantagens dos trocadores de calor fixos são:
◆A lateral do casco não pode ser limpa mecanicamente;
◆Quando a diferença de temperatura entre o tubo de troca de calor e o invólucro é grande (maior que 50 graus), o estresse da diferença de temperatura será gerado. A solução é instalar uma junta de dilatação no invólucro, para que a pressão no lado do invólucro não seja muito elevada devido à limitação da resistência da junta de dilatação;
◆É adequado apenas para ocasiões de trabalho em que o fluido é limpo e não é fácil de escalar, e a diferença de temperatura entre os dois fluidos é pequena ou a diferença de temperatura é grande, mas a pressão lateral do invólucro não é alta.
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trocador de calor de cabeça flutuante
O trocador de calor de cabeça flutuante é um tipo de trocador de calor casco e tubo. Possui uma extremidade da placa do tubo que não está conectada ao invólucro e pode flutuar livremente na direção axial. Também é chamado de cabeça flutuante. A cabeça flutuante é composta por uma placa de tubo flutuante, um anel de gancho e uma tampa da extremidade da cabeça flutuante, que é uma conexão destacável, e o feixe de tubos pode ser puxado para fora do invólucro.
trocador de calor de cabeça flutuante
As vantagens dos trocadores de calor de cabeça flutuante são:
◆Se houver uma diferença de temperatura entre o tubo de troca de calor e o invólucro, ou seja, quando o invólucro ou o tubo de troca de calor se expande, não haverá tensão de diferença de temperatura;
◆O feixe de tubos pode ser retirado do invólucro, o que é conveniente para a limpeza interna e entre os tubos.
As desvantagens dos trocadores de calor de cabeça flutuante são:
◆Estrutura complicada, grande quantidade de materiais e alto custo;
◆Se a vedação entre a tampa do cabeçote flutuante e a folha do tubo flutuante não estiver firme, ocorrerá vazamento interno, resultando na mistura dos dois meios.
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Trocador de calor de tubo em U
O trocador de calor de tubo em forma de U é um tipo de trocador de calor de casco e tubo, que é composto de folhas de tubo, cascos, feixes de tubos e outros componentes. Cada tubo do trocador de calor de tubo em U é dobrado em forma de U, e a entrada e a saída são instaladas respectivamente em ambos os lados da mesma folha de tubo. A cabeça é dividida em duas câmaras por uma divisória, de modo que cada tubo possa ser livremente expandido e contraído. , independentemente de outros tubos e caixas.
Trocador de calor de tubo em U
As vantagens dos trocadores de calor de tubo em U são:
◆O feixe de tubos pode flutuar livremente sem considerar o estresse da diferença de temperatura e pode ser usado em ocasiões com grande diferença de temperatura;
◆Possui apenas uma placa tubular, menos flanges, menos pontos de vazamento e estrutura simples;
◆O trocador de calor de tubo em forma de U é confiável em operação e baixo custo.
As desvantagens dos trocadores de calor de tubo em U são:
◆É difícil limpar dentro do tubo. Uma vez que o tubo precisa ter um determinado raio de curvatura, a taxa de utilização da folha do tubo é baixa;
◆A distância entre os tubos na camada mais interna do feixe de tubos é grande e o lado do invólucro é fácil de causar curto-circuito. Quando a velocidade do fluxo no tubo é muito alta, causará séria erosão na seção do tubo curvo em forma de U e afetará sua vida útil;
◆Se o tubo interno estiver danificado, ele não pode ser substituído, então a taxa de refugo é alta.
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trocador de calor de pulverização
O trocador de calor de spray é um tipo de trocador de calor tubular, que fixa os tubos de troca de calor na estrutura de aço em fileiras, o fluido quente flui nos tubos e a água de resfriamento é despejada uniformemente do dispositivo de pulverização superior, por isso é também chamado de spray cooler. A parte externa do tubo do trocador de calor spray é uma camada de filme líquido com alto grau de turbulência, e o coeficiente de transferência de calor fora do tubo é muito maior que o do trocador de calor submerso. Além disso, o trocador de calor de spray é colocado principalmente no local onde o ar circula, e a evaporação da água de resfriamento também retira parte do calor, o que pode reduzir a temperatura da água de resfriamento e aumentar a força motriz da transferência de calor . Comparado com o trocador de calor por imersão, o efeito de transferência de calor do trocador de calor por spray é bastante melhorado.
trocador de calor de pulverização
As vantagens dos trocadores de calor spray são:
◆Estrutura simples e de baixo custo;
◆Pode reduzir a temperatura da água de resfriamento e aumentar a força motriz da transferência de calor;
◆Pode suportar alta pressão;
◆Fácil manutenção e limpeza, requisitos de baixa qualidade da água.
As desvantagens dos trocadores de calor por spray são:
◆A pulverização irregular de água de resfriamento afetará o efeito de transferência de calor;
◆Só pode ser instalado ao ar livre.
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Trocador de calor de tubo
O trocador de calor do invólucro é um tipo de trocador de calor de tubo, que é um invólucro circular concêntrico conectado por dois tubos padrão de tamanhos diferentes. O externo é chamado de lado do casco e o interno é chamado de lado do tubo. Dois meios diferentes podem fluir em sentido inverso (ou na mesma direção) no lado do invólucro e no lado do tubo para obter o efeito de troca de calor. Os trocadores de calor tubo a tubo geralmente consistem em um invólucro (incluindo um invólucro interno e um invólucro externo), um cotovelo em forma de U, uma caixa de vedação e similares.
Trocador de calor de tubo
As vantagens dos trocadores de calor de carcaça são:
◆Estrutura simples, capaz de suportar altas pressões;
◆A área de transferência de calor pode ser aumentada ou diminuída de acordo com as necessidades, o que é conveniente para a aplicação.
As desvantagens dos trocadores de calor de carcaça são:
◆Existem muitas juntas entre os tubos, que são fáceis de vazar;
◆Grande área de piso e grande consumo de metal por unidade de superfície de transferência de calor.
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Trocador de calor encamisado
O trocador de calor encamisado é uma espécie de trocador de calor a placas, que é feito com a instalação de uma camisa na parede externa do recipiente, e possui uma estrutura simples; mas sua superfície de aquecimento é limitada pela parede do recipiente e o coeficiente de transferência de calor não é alto. Para melhorar o coeficiente de transferência de calor e tornar o líquido na chaleira aquecido uniformemente, um agitador pode ser instalado na chaleira. Quando a água de resfriamento ou o agente de aquecimento sem mudança de fase é passado para dentro da jaqueta, defletores em espiral ou outras medidas para aumentar a turbulência também podem ser definidos na jaqueta para aumentar o coeficiente de transferência de calor em um lado da jaqueta. Para compensar a falta de superfície de transferência de calor, as bobinas também podem ser instaladas dentro da chaleira. Trocadores de calor encamisados são amplamente utilizados para aquecimento e resfriamento de processos de reação.
Trocador de calor encamisado
As vantagens dos trocadores de calor encamisados são:
◆Estrutura simples;
◆Fácil de processar.
As desvantagens dos trocadores de calor encamisados são:
◆Pequena área de transferência de calor e baixa eficiência de transferência de calor.
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Trocador de calor de placas em espiral
O trocador de calor de placas em espiral é um tipo de trocador de calor de placas, feito de duas placas de metal paralelas, formando dois canais espirais concêntricos no interior. Uma divisória é colocada no centro do trocador de calor para separar os canais em espiral e uma coluna de distância é soldada entre as duas placas para manter o espaçamento dos canais.
Trocador de calor de placas em espiral
As vantagens dos trocadores de calor de placas em espiral são:
◆Alto coeficiente de transferência de calor;
◆Não é fácil de dimensionar e bloquear;
◆Capaz de utilizar fonte de calor com temperatura mais baixa;
◆Estrutura compacta.
As desvantagens dos trocadores de calor de placas em espiral são:
◆A pressão e temperatura de operação não devem ser muito altas;
◆Não é fácil revisar.
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trocador de calor de tubo de calor
O tubo de calor é formado pelo preenchimento de uma certa quantidade de determinado líquido de trabalho em um tubo de metal selado que remove o gás não condensável. O líquido de trabalho absorve calor na extremidade quente e ferve e vaporiza. O vapor gerado flui para a extremidade fria para condensar e liberar o calor latente. O condensado retorna para a extremidade quente e ferve e vaporiza novamente. Este ciclo é repetido e o calor é continuamente transferido da extremidade quente para a extremidade fria.
trocador de calor de tubo de calor
As vantagens dos trocadores de calor de tubo de calor são:
◆Estrutura simples, longa vida útil e operação confiável;
◆Condutividade térmica extremamente alta e boa propriedade isotérmica;
◆A área de transferência de calor em ambos os lados do lado frio e quente pode ser alterada arbitrariamente, pode transferir calor por uma longa distância e pode controlar a temperatura.
Suas desvantagens são:
◆Baixa resistência à oxidação e resistência a altas temperaturas.
Precauções para uso do trocador de calor:
◆Mantenha a rede de tubos limpa. Quer seja antes ou depois do trabalho, a rede de tubos deve ser limpa para evitar o bloqueio do permutador de calor. Além disso, deve-se prestar atenção à limpeza do dispositivo de descontaminação e do filtro, para que todo o trabalho de troca de calor seja concluído sem problemas.
◆Controle rigorosamente a água amaciada. Antes de processar o meio de aquecimento, verifique a qualidade da água no sistema e no tanque de amaciamento e injete-a após confirmar que a qualidade da água está qualificada.
◆ Teste o novo sistema. Para o novo sistema, não pode ser usado alternadamente com o trocador de calor imediatamente, mas o novo sistema deve ser operado dentro de um período de tempo especificado, e o trocador de calor só pode ser incorporado ao sistema após a conclusão do teste de operação. O objetivo é evitar que impurezas na rede de tubulações danifiquem os equipamentos internos do trocador de calor
