Temperatura de operação do trocador de calor
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O funcionamento do trocador de calor geralmente é definido pela temperatura máxima do meio, ou pelo intervalo entre as temperaturas de entrada e saída, ou ainda por uma média logarítmica ou aritmética. Qual valor ou qual intervalo deve ser utilizado?
A temperatura de projeto para os tubos (ou casca) do trocador de calor de tipo tubo-casca é a mesma que a temperatura de projeto para o invólucro dos tubos (ou a estrutura da casca). Esse valor é um parâmetro crucial para determinar os materiais a serem utilizados nos tubos (ou na casca), bem como as tensões permitidas. Ele difere da temperatura média nos tubos (ou na casca) do trocador de calor – que se refere à média ao longo do comprimento dos tubos de troca de calor e do metal do cilindro da casca, durante o processo de transferência de calor. Essa temperatura média depende da velocidade do fluxo dos fluidos em ambos os lados dos tubos de troca de calor, bem como de suas propriedades físicas. Ela é utilizada para calcular a diferença de expansão térmica entre os tubos de troca de calor e o metal do cilindro da casca.
A determinação de valores extremos é algo bastante comum; raramente se utilizam valores dentro da faixa entre as condições de entrada e saída. Isso porque a temperatura do material afeta diretamente a determinação de parâmetros como a tensão admissível do material, o que, por sua vez, influencia diretamente na correção do projeto do equipamento
Geralmente, usamos a média aritmética para o lado do casco, e a média logarítmica para o lado dos tubos; fórmulas empíricas
Os tubos de troca de calor, que são afetados simultaneamente pelas temperaturas do lado interno e do lado externo do tubo, devem ter sua temperatura de projeto determinada com base na temperatura do metal. Essa temperatura do metal deve ser calculada por meio de cálculos de transferência de calor (pode-se consultar o Anexo B da norma GB/T151-2014 para obter informações sobre o coeficiente de transferência de calor α). Também é possível determinar essa temperatura com base em trocadores de calor semelhantes que já estejam em uso, ou ainda com base em experiências de projeto consolidadas；
A temperatura de operação do trocador de calor indicada no diagrama deve ser a temperatura de entrada e saída. Para casos em que é necessário calcular a temperatura dos metais nas tubulações, esse valor serve como base para os cálculos.