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Trocador de calor de casco e tubo

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Nossa fábrica

Temos uma base de produção de 44.000 m² para processamento de diversas peças auxiliares, soldagem de componentes, inspeção de produto acabado e embalagem. Nossas instalações possuem múltiplas linhas de produção e estão equipadas com modernos equipamentos de produção e processamento, bem como sistemas de gerenciamento online ERP, MES e OA. Produzimos uma ampla gama de produtos de troca de calor, com produção anual de até 1 milhão de unidades (conjuntos).

 

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Nossos sistemas ERP e PDM permitem o gerenciamento de informações, operações sistemáticas e controle de qualidade.

 

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Com mais de duas décadas de experiência no setor de energia eólica, temos capacidade superior a 17.900 MW.

 

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O que é um trocador de calor de casco e tubo

 

Um trocador de calor de casco e tubo (STHE) é um tipo de dispositivo de troca de calor construído usando um grande invólucro cilíndrico, ou casco, que contém feixes de tubos dispostos em seu interior. A troca de calor é a transferência de energia térmica de uma substância ou meio para outro. Os trocadores de calor de casco e tubos são um dos projetos mais comuns usados ​​para troca de calor e são classificados com base em suas propriedades, tipo de tubulação e outras características.


A popularidade dos trocadores de calor de casco e tubo se deve ao seu design simples e taxa de transferência de calor excepcionalmente eficiente. Nestes dispositivos, um líquido ou vapor flui através da carcaça e transfere calor para os tubos. Geralmente é considerado mais eficiente usar quatro passagens através dos tubos para uma transferência de calor eficaz.

 

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Quais são alguns dos benefícios do trocador de calor casco e tubo?
 

Listamos alguns dos benefícios do trocador de calor de casco e tubo abaixo:

01/

Durável:Os trocadores de calor de casco e tubo são feitos com materiais fortes e duráveis ​​que podem suportar diferentes condições

02/

Versátil:Esses trocadores de calor são capazes de lidar com tipos de fluidos que incluem aqueles de natureza maligna e corrosiva

03/

Redução no tempo de inatividade:Com o trocador de calor casco e tubo há melhor limpeza e manutenção, reduzindo assim o tempo de inatividade

04/

Competente:Devido à sua alta taxa de transferência de calor, esse trocador de calor funciona para uma ampla variedade de aplicações, incluindo aplicações de alta-pressão

05/

Custo-benefício-:Os trocadores de calor de casco e tubos funcionam com baixo custo em comparação com outros trocadores de calor

06/

Escalabilidade:Os trocadores de calor de casco e tubo vêm em uma variedade de tamanhos que podem ser facilmente ampliados ou reduzidos para atender às necessidades variáveis ​​de um processo.

 

Quais são os componentes de um trocador de calor de casco e tubo?

ConchaO invólucro é a parte mais externa do trocador de calor que envolve o feixe de tubos. É tipicamente um recipiente cilíndrico feito de aço ou de outros materiais adequados.


Tubos ou pacote de tubosO feixe de tubos consiste em uma coleção de tubos paralelos que correm ao longo do comprimento da carcaça. Dependendo da aplicação, os tubos podem ser feitos de materiais como aço inoxidável, cobre ou titânio. O diâmetro e a espessura dos tubos também são parâmetros de projeto importantes.


Folhas de tuboAs placas tubulares são placas robustas que separam o feixe de tubos da carcaça. Eles geralmente são feitos de aço e são soldados ou fixados de outra forma ao invólucro para garantir uma vedação firme e-à prova de vazamentos. Os tubos são inseridos através de orifícios nas placas dos tubos e são expandidos ou soldados no lugar.


DefletoresDefletores são placas ou hastes instaladas dentro da carcaça para controlar o fluxo de fluido ao redor do feixe de tubos. Eles podem ser orientados longitudinalmente ou transversalmente e são projetados para melhorar a eficiência da transferência de calor.

Bicos de entrada e saídaOs bocais de entrada e saída fornecem os pontos de entrada e saída de fluidos no trocador de calor. Esses bicos estão normalmente localizados em extremidades opostas do casco e são conectados aos tubos e ao casco por meio de flanges ou outros tipos de acessórios.

Juntas de ExpansãoAs juntas de expansão são conectores flexíveis que acomodam a expansão e contração térmica do feixe de tubos. Normalmente posicionadas na entrada e saída do trocador de calor, essas juntas são feitas de foles metálicos ou outros materiais flexíveis.

Estruturas de ApoioAs estruturas de suporte mantêm a estabilidade do trocador de calor, proporcionando uma base segura. Esses suportes podem ser temporários ou permanentes e geralmente são construídos em aço ou outros materiais resistentes.

 

Princípio de funcionamento do trocador de calor de casco e tubo

O princípio de funcionamento de um trocador de calor casco e tubos pode ser entendido através das seguintes etapas:

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Fluxo de fluido

O fluido quente, também conhecido como fluido de processo, entra no trocador de calor através de uma entrada e flui através dos tubos. Simultaneamente, o fluido mais frio, denominado fluido de serviço, entra na carcaça e circula pelos tubos.

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Transferência de calor

À medida que o fluido do processo flui através dos tubos, ele transfere seu calor para o fluido de serviço mais frio que flui ao redor dos tubos. A transferência de calor ocorre através das paredes do tubo, criando um gradiente de temperatura entre os fluidos.

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Eficiência Térmica

O design do trocador de calor maximiza a área de superfície disponível para transferência de calor ao incorporar numerosos tubos. Esta área superficial aumentada aumenta a eficiência térmica geral do trocador, garantindo uma transferência de calor eficaz.

 

 

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Contrafluxo ou Fluxo Paralelo

Os trocadores de calor de casco e tubos podem operar em duas configurações principais: contrafluxo e fluxo paralelo. No contrafluxo, o fluido quente e o fluido frio fluem em direções opostas, otimizando a eficiência da transferência de calor. No fluxo paralelo, ambos os fluidos fluem na mesma direção. Além disso, a eficiência da transferência de calor é menor em comparação ao contrafluxo.

 

Tipos de trocadores de calor de casco e tubo
 

Trocadores de calor de tubo-U:
O trocador de calor U Tube é o tipo de troca mais simples e comum. O fluido flui dentro dele de uma única maneira. Isso é mais adequado onde a eficiência térmica não é um fator crucial. Este tipo de trocador é geralmente usado para sistemas HVAC e outras aplicações de baixa pressão. E onde a pressão também cai não é um fator crucial.

 

Trocadores de calor de chapa de tubo fixo:
O trocador de calor de tubo fixo também é mais comumente usado nas indústrias química e de petróleo e gás. A folha do tubo é usada para dividir a mistura de fluidos do invólucro e do tubo. Tubos fixados em chapas tubulares através de soldagem. Isto é mais adequado para diferenças de temperatura que não são um fator importante entre dois fluidos de piso.

 

Trocadores de calor de cabeça flutuante:
Os tipos de trocadores de calor de cabeça flutuante usados ​​nas indústrias de petróleo e gás e petroquímica onde a aplicação de alta temperatura e alta pressão é necessária. Porque devido à alta temperatura a cabeça flutuante se expande adequadamente e se ajusta sem danificar outras peças internas.

 

Trocadores de calor de folha de tubo duplo:
Este tipo de trocador de calor é mais comumente usado nas indústrias farmacêuticas, onde a mistura de fluidos entre si é um fator crucial. Isso pode impactar o processo da planta. No trocador de calor de tubo duplo são fornecidas duas sedes que evitam a mistura de líquido com outro líquido e atuam como barreira entre ambos.

 

Trocadores de calor-de múltiplas passagens:
O trocador de calor multipassagem usado para o alto coeficiente de transferência de calor, mas criou mais queda de pressão. Isso é usado quando é necessária alta transferência de calor neste tipo de troca de calor, o fluido gira ou circula dentro do trocador em vários tempos de acordo com suas passagens.

Aplicações ideais para trocadores de calor de casco e tubo
 

Aplicações sanitárias e de alta-pureza

Com um design mais aberto, aço inoxidável ou materiais de liga superior, conexões de tri-grampo, placas de tubos ranhuradas e a opção de placas de tubos duplos, trocadores de calor de casco e tubo são frequentemente preferidos para aplicações de alta-pureza, como 3-A sanitário, cuidados pessoais e produtos farmacêuticos. Sua acessibilidade ao feixe de tubos também facilita a limpeza e a prevenção de incrustações.

Aplicações de alta-temperatura e pressão

Os trocadores de calor de casco e tubo são adequados-para aplicações que envolvem altas temperaturas e pressões, como em refinarias, plantas petroquímicas, processamento de alimentos e bebidas e usinas de energia. Sua construção robusta e diâmetros de tubo maiores os tornam mais capazes de suportar temperaturas e pressões elevadas em comparação com trocadores de calor de placas e estruturas. Em usinas de energia, especialmente para sistemas de resfriamento, trocadores de calor de casco e tubos são comumente usados ​​devido à sua eficiência no tratamento de altas temperaturas e pressões.

Cenários de{0}uso duplo e necessidades de personalização

Os trocadores de calor de casco e tubo são versáteis e podem ser personalizados para aplicações-de uso duplo, onde atendem a diversas finalidades em uma única unidade. Essa adaptabilidade é benéfica para processos com requisitos variáveis, como aquecimento e resfriamento de produtos. Em termos de configuração, materiais e geometria, os trocadores de calor de casco e tubo oferecem inúmeras opções de personalização. Sua capacidade de serem adaptados a necessidades específicas os torna a escolha preferida em tais aplicações.

Fluidos Corrosivos ou Aplicações Químicas

Para aplicações que envolvem fluidos corrosivos, os trocadores de calor de casco e tubo oferecem a vantagem da flexibilidade do material. Os engenheiros podem selecionar materiais resistentes à corrosão, como aço inoxidável, Duplex, Hastelloy e outros, garantindo durabilidade e confiabilidade em ambientes desafiadores. Esses trocadores de calor são amplamente utilizados em indústrias de processamento químico, onde a resistência à corrosão, as altas temperaturas e os designs personalizáveis ​​se alinham às demandas de vários processos químicos.

 

Obtendo um trocador de calor que atenda às suas necessidades

 

 

Vários fatores devem ser considerados para projetar um trocador de calor de casco e tubos que atenda às suas necessidades:

 

Identifique seus fluidos de processo e condições operacionais específicas:Determine o projeto apropriado e a seleção de materiais para seu trocador de calor com base nos fluidos que você está manuseando e nas condições operacionais.


Garanta materiais de{0}alta qualidade:Escolha materiais apropriados para sua aplicação. Por exemplo, você pode precisar de ligas-resistentes à corrosão para ambientes agressivos.


Considere as necessidades futuras e a expansão potencial:Projete seu trocador de calor para acomodar possíveis mudanças em seu processo e planos de expansão futuros.


Conheça o seu orçamento:Equilibre suas necessidades com custo e prazo de entrega, garantindo ao mesmo tempo que você receberá um produto que atenda aos seus padrões de qualidade.


Trabalhe com fabricantes e fornecedores confiáveis:Selecione fabricantes e fornecedores com boa reputação, experiência, certificações e avaliações positivas de clientes.

 

 
Nossa fábrica

 

Temos uma base de produção de 44.000m² para processamento de diversas peças auxiliares, soldagem de componentes, inspeção de produtos acabados, embalagens, etc. Existem várias linhas de produção e equipadas com modernos equipamentos de produção e processamento e sistemas de gerenciamento online ERP, MES, OA para produzir diversos produtos de troca de calor, com uma produção anual de até 1 milhão de unidades (conjuntos).

 

 

 
Perguntas frequentes
 

P: Como escolho o tamanho do trocador de calor?

R: Ao determinar o tamanho apropriado do trocador de calor, você deve primeiro selecionar o coeficiente de transferência de calor do seu fluido. O coeficiente de transferência de calor mede quanta energia é transferida de uma substância para outra por unidade de área, pressão e diferença de temperatura entre elas.

P: Qual é a regra 2/3 para projeto de trocador de calor?

R: A "regra dos dois-terços" da API RP 521 (API, 2008) afirma: Para equipamentos de pressão relativamente baixa-, a falha completa do tubo não é uma contingência viável quando a pressão de projeto do lado de-pressão baixa é igual ou superior a dois-terços da pressão de projeto do lado de-alta pressão.

P: Como selecionar um trocador de calor de casco e tubo?

A: Propriedades do Fluido.
Restrições de espaço.
Considerações sobre custos.
Requisitos de manutenção.
Longevidade e Confiabilidade.
Requisitos de transferência de calor.

P: Qual é a regra geral para trocadores de calor?

R: REGRA Nº 1: Tome como base o verdadeiro fluxo contracorrente em um trocador de casco-e-tubo. REGRA #2: O lado do tubo é para fluidos corrosivos, incrustantes, incrustados e de alta pressão. REGRA #3: O lado do casco é para fluidos viscosos e condensantes, e para fluidos com queda de pressão permitida muito limitada.

P: Como calculo o tamanho do trocador de calor?

R: Para dimensionar adequadamente um trocador de calor, é essencial considerar vários fatores, como temperatura, vazão e tipo de fluido usado. Um método comum para dimensionar trocadores de calor é a “regra prática”, que sugere o uso de uma área superficial de 1,5 a 2 vezes a área de transferência de calor.

P: Qual é o valor U típico para um trocador de calor de casco e tubos?

R: O valor U depende muito do tipo de fluido, da velocidade e dos materiais de construção. Não é incomum que o valor U de um trocador de calor de casco e tubo de vapor-para{2}}água para aquecimento hidrônico esteja na faixa de 500 a 1000 antes de adicionar incrustações.

P: Qual é um fator importante na escolha de trocadores de calor?

R: Em resumo, ao escolher seu trocador de calor, você precisa considerar fatores como desempenho, manutenção, custo, queda de pressão e fluido de trabalho para obter os melhores resultados.

P: Qual trocador de calor é mais eficiente?

R: Um trocador de calor a placas é a opção de menor custo porque pode atingir altos coeficientes de transferência de calor - com fluxo puro em contracorrente - proporcionando a transferência de calor mais eficiente e a menor área de superfície.

P: Como decidir o tipo de trocador de calor?

R: Considere estes fatores ao escolher o tipo de trocador de calor a ser usado para uma aplicação específica: Condições operacionais – requisitos de serviço (por exemplo, mudança de fase), serviço térmico e abordagem de temperatura. Limpeza dos riachos. Pressão e temperatura máximas de projeto.

P: Qual é a queda de pressão permitida em um trocador de calor de casco e tubo?

R: Este é um parâmetro muito importante para o projeto do trocador de calor. Geralmente, para líquidos, é permitido um valor de 0,5–0,7 kg/cm2 por reservatório. Uma queda de pressão maior é geralmente garantida para líquidos viscosos, especialmente no lado do tubo. Para gases, o valor permitido é geralmente 0,05–0,2 kg/cm2, sendo 0,1 kg/cm2 o típico.

P: Quais são os principais critérios de seleção de um trocador de calor?

A: Função que o trocador de calor irá desempenhar (seja condensação, fervura, etc.)
Limites de pressão (alto/baixo), que podem variar ao longo do processo, e quedas de pressão no trocador.

P: Como calcular o número de tubos no trocador de calor de casco e tubo?

A: Solução: A área de superfície por tubo será: Sa=πDL=π (3/12) (10) ft²=7.854 ft² - (D – diâmetro do tubo em pés). O número de tubos necessários seria assim: n=178.7 ft²=22.7 tubos (23 ou 24 tubos).

P: Como escolho a capacidade do trocador de calor?

R: Para calcular o tamanho de um trocador de calor, você precisa usar uma equação de transferência de calor apropriada, como o método logarítmico da diferença média de temperatura (LMTD) ou o método do número de eficácia de unidades de transferência (NTU). O tamanho de um trocador de calor afeta seu desempenho, custo e requisitos de espaço.

P: Qual é a fórmula para calcular o trocador de calor?

A: Fórmula do trocador de calor para estimar o serviço térmico: Q=m * C * ΔT, onde "m" representa a taxa de fluxo de massa do fluido, "C" é a capacidade de calor específico do fluido e "ΔT" é a mudança desejada na temperatura.

P: Como você calcula o calor específico para um trocador de calor?

R: Q=mcΔT, Q=mc Δ T , onde Q é o símbolo da transferência de calor ("quantidade de calor"), m é a massa da substância e ΔT é a mudança na temperatura. O símbolo c representa o calor específico (também chamado de "capacidade térmica específica") e depende do material e da fase.

P: Como aumentar a eficácia do trocador de calor de casco e tubo?

R: Isto pode ser feito adicionando mais tubos ao trocador de calor ou aumentando o comprimento ou diâmetro dos tubos existentes. Melhorar a vazão: Aumentar a vazão do fluido pode melhorar a eficiência do trocador de calor. Contudo, isto deve ser feito dentro dos limites da bomba e da capacidade do sistema.

P: Qual é a teoria do trocador de calor de casco e tubo?

R: O calor é transferido de um fluido para outro através das paredes do tubo, seja do lado do tubo para o lado do casco ou vice-versa. Os fluidos podem ser líquidos ou gases no lado do casco ou do tubo. Para transferir calor de forma eficiente, deve ser utilizada uma grande área de transferência de calor, levando ao uso de muitos tubos.

P: Qual é o trocador de calor de casco e tubo mais comumente usado?

R: O contrafluxo é o tipo de trocador de calor mais popular e eficiente. Em um trocador de calor de fluxo cruzado tipo casco e tubo, os fluidos fluem perpendicularmente entre si em um ângulo de 90o.

P: Como escolho o tamanho do trocador de calor?

R: Ao determinar o tamanho apropriado do trocador de calor, você deve primeiro selecionar o coeficiente de transferência de calor do seu fluido. O coeficiente de transferência de calor mede quanta energia é transferida de uma substância para outra por unidade de área, pressão e diferença de temperatura entre elas.

P: Quão eficientes são os trocadores de calor de casco e tubo?

R: Trocador de calor de casco e tubo, um casco e dois tubos passam de forma eficaz para o resfriamento do óleo, pois pode reduzir a temperatura do óleo em até 32%. Nos tempos modernos, a aplicação do conhecimento sobre transferência de calor desenvolveu-se rapidamente porque é necessário na vida cotidiana.

Hangzhou Airman Environmental Technology Co., Ltd. é um dos fabricantes e fornecedores mais profissionais de trocadores de calor de casco e tubo na China, especializado no fornecimento de produtos de alta qualidade. Damos as boas-vindas a você para comprar trocador de calor de casco e tubo personalizado feito na China aqui em nossa fábrica.

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