9+ Exemplos de trocadores de calor: fatos detalhados

Este artigo discute sobre exemplos de trocadores de calor. O nome facilita a compreensão do significado de trocador de calor.

O trocador de calor nada mais é do que um equipamento que troca calor entre duas substâncias para baixar ou elevar a temperatura a níveis desejados. Neste artigo estudaremos sobre o que é um trocador de calor, quais são seus diferentes tipos e diferentes exemplos de uso de trocadores de calor.

• Pré-aquecedores de ar
• Economizadores
• Evaporadores
• Superaquecedores
• Condensadores
• Torres de refrigeração
• Trocador de calor para piscina
• Resfriador de óleo hidráulico
• Caldeiras - de baixa às mais altas pressões
• Jaquetas de água

O que é trocador de calor?

O trocador de calor é um equipamento usado para transferir calor entre o fluido de trabalho e o fluido cuja temperatura deve ser reduzida ou aumentada.

Os trocadores de calor usam tubos ocos através dos quais os fluidos passam. Os fluidos têm diferença de temperatura entre eles devido à qual a transferência de calor ocorre. A coisa mais importante para que a transferência de calor ocorra é a diferença de temperatura entre os dois objetos/fluidos. Neste artigo vamos discutir sobre as diferentes tipos de trocadores de calor e seus exemplos.

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Tipos de trocadores de calor de acordo com a direção do fluxo de fluidos

De acordo com a direção do fluxo dos fluidos em relação uns aos outros, podemos classificar os trocadores de calor em três tipos. Esses tipos são fornecidos na lista abaixo-

1. Trocador de calor de fluxo paralelo - Quando os fluidos fluem na mesma direção um em relação ao outro, o trocador de calor será referido como trocador de calor de fluxo paralelo. A temperatura do fluido quente diminui enquanto a temperatura dos fluidos frios aumenta.
2. Trocador de calor contra fluxo - Quando os fluidos fluem em direções opostas em relação um ao outro, o trocador de calor será referido como trocador de calor de contracorrente. Podemos encontrar a eficácia do trocador de calor usando a fórmula discutido nas seções posteriores deste artigo.
3. Trocador de calor de fluxo cruzado - Como o nome sugere, os trocadores de calor de fluxo cruzado são aqueles trocadores de calor nos quais os fluidos fluem perpendicularmente uns aos outros. Os tubos fazem noventa graus entre si.

Tipos de trocadores de calor de acordo com o processo de transferência

A classificação dos trocadores de calor com base nos processos de transferência é fornecida na lista abaixo-

1. Tipo de contato indireto - Neste tipo de arranjo, os fluxos de fluido se separam e a transferência de calor ocorre continuamente através de uma parede divisória dentro e fora da parede de maneira transitória. Diferentes tipos de trocadores de calor do tipo contato indireto incluem trocador de calor do tipo armazenamento, leito fluidizado trocador de calor etc
2. Tipo de contato direto– No trocador de calor do tipo contato direto, dois fluidos trocam calor entre si entrando em contato direto um com o outro. Eles trocam calor e depois se separam.

Eficácia do trocador de calor

A eficácia do trocador de calor é uma relação entre a transferência de calor real que ocorre para a transferência de calor máxima que pode ocorrer no trocador de calor.

A importância da eficácia é que ela permite que os projetistas prevejam como um determinado trocador de calor realizará um novo trabalho. O procedimento de tentativa e erro é eliminado se conhecermos a eficácia do trocador de calor.

Exemplos de trocadores de calor

Os locais onde os trocadores de calor são usados ​​são dados na lista abaixo-

Pré-aquecedores de ar

O nome sugere que o ar está sendo aquecido antes de enviá-lo para realizar qualquer outro processo. Por exemplo, eles podem ser usados ​​em caldeiras para aumentar a eficiência térmica da usina. O ar pré-aquecido melhorará a qualidade da entrada de combustível na usina.

Economizadores

É uma alternativa ao sistema de ar condicionado. Economizadores usam ar externo para resfriar o prédio em vez de operar compressores como os usados ​​no sistema de ar condicionado. Isso também economiza uma enorme soma de dinheiro, pois economiza energia.

Evaporadores

Os evaporadores são usados ​​para converter qualquer líquido em sua forma gasosa. A temperatura do líquido permanece a mesma. O processo de mudança de fase é um processo isotérmico. Os evaporadores são usados ​​em caldeiras para transformar a água líquida em vapor gasoso. Nos evaporadores, a temperatura do combustível é a mesma que sofre transformação de fase. Por outro lado, aumenta a temperatura do fluido mais frio que é usado como fluido de trabalho dentro do trocador de calor.

Superaquecedores

Os superaquecedores são usados ​​dentro de caldeiras que convertem o vapor úmido em vapor seco. O vapor seco é aquele vapor no qual não há conteúdo de água líquida. A fração de secura do vapor seco é de 1 ou 100%. Os superaquecedores são usados ​​para superaquecer o vapor. A qualidade e entalpia do vapor superaquecido é maior do que o vapor úmido ou saturado normalmente usado.

Condensadores

Os condensadores são opostos aos evaporadores. Os condensadores trazem de volta o líquido de seu estado gasoso sem alterar sua temperatura. Os condensadores são trocadores de calor simples que absorvem o calor do vapor e o convertem novamente em água líquida. A quantidade de calor absorvida é igual ao calor latente de vaporização da água. Semelhante aos evaporadores, a temperatura do combustível permanece a mesma e a temperatura do fluido quente que é usado como fluido de trabalho dentro do trocador de calor diminui.

Torres de refrigeração

Uma torre de resfriamento é uma torre usada para rejeitar o calor do sistema para a vizinhança. O calor expelido do sistema é o calor residual que não tem uso no processo posterior. Essas torres aparecem como chaminés através das quais uma nuvem de gás é expelida. Esta nuvem de gás nada mais é do que o gás do fluido de trabalho. O calor está sendo dissipado na forma de vapor.

Trocador de calor para piscina

Um trocador de calor de piscina transfere calor de um fluxo de água quente para o fluxo de água mais frio da piscina sem que eles entrem em contato direto um com o outro.

Resfriador de óleo hidráulico

Um resfriador de óleo hidráulico resfria o óleo hidráulico. Eles podem ser usados ​​em conjuntos de energia, lavadoras de alta pressão e motores, praticamente em qualquer lugar onde o óleo hidráulico seja usado. O óleo hidráulico precisa ser resfriado porque, sem resfriamento, o óleo pode pegar fogo devido a temperaturas mais altas e pode ser fatal para o operador e para o maquinário.

Caldeiras - de baixa às mais altas pressões

O uso mais comum de trocadores de calor é em caldeiras. As caldeiras usam trocadores de calor para aquecer a água líquida de modo que ela seja convertida em vapor. Em todo o processo de mudança de fase, a temperatura do líquido/gás permanece a mesma, o que significa que é um processo isotérmico. Já discutimos nas seções acima como os trocadores de calor trabalhar dentro de uma caldeira.

Jaquetas de água

Nas jaquetas de água, a água é usada para resfriar ou aquecer o escapamento que passa pelo motor. Podemos ver o revestimento em motores de foguetes, os gases de escape quentes aquecem o combustível e, em seguida, o combustível é enviado de volta para combustão. Isso aumenta a eficiência de combustão do motor de foguete. Nos automóveis, a camisa de água é usada para resfriar o motor e evitar a perda excessiva de calor. A camisa de água reduz a temperatura do motor.

Outros tipos de trocadores de calor

Em uma base mais ampla, existem muitos outros tipos de trocadores de calor. Eles são dados na lista abaixo-

• Trocadores de calor casco e tubo
• Chapa permutador de calor
• Permutador de calor de placas e cascas
• Trocador de calor de roda adiabático
• Trocador de calor de tubo aletado
• Travesseiro permutador de calor