Problemas relacionados ao consumo de água de resfriamento e à temperatura da água na saída
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Trocador de calor de tipo tubo-cápsula, que utiliza água de resfriamento a 32°C para resfriar ar comprimido com fluxo de 300 Nm3/min (pressão de operação de 0,7 MPaG). É necessário reduzir a temperatura do ar de 140°C para 40°C. É preciso calcular a quantidade de água necessária para o resfriamento. Minha dúvida é: não foi especificada a temperatura de saída da água de resfriamento. Ou, em geral, como se determina a temperatura de saída da água de resfriamento? Parâmetros do processo definidos? Aqui não temos uma especificação de processo. . Será que, ao ser utilizado em uma fábrica específica, toda a fábrica possui valores definidos para a temperatura da água de resfriamento e para a queda de pressão? Se a fábrica tiver uma temperatura de retorno definida, fica mais fácil. E se não houver, ou seja, como é considerada a configuração da temperatura de saída da água de resfriamento em geral? A temperatura de saída da água de resfriamento deve ser determinada com base no balanço térmico; assim, o consumo de água de resfriamento pode ser facilmente calculado. P.S.: As perguntas são um pouco desorganizadas, peço desculpas.
O aumento de temperatura da água de resfriamento geralmente é definido em 8 graus.
Essa elevação de temperatura está relacionada à entrada da água de resfriamento? Por exemplo, se a água de entrada para resfriamento tem 22°C, a temperatura de saída ainda será com um aumento de 8°C? Qual é a base para esse aumento de temperatura de cerca de 8℃? Por que não 12 ou outro número?
Este é um cálculo completo de troca de calor. A situação que você descreveu e as questões levantadas são realmente bastante confusas. Após o ar comprimido ser resfriado até 40 graus, a temperatura de saída da água de resfriamento depende ainda se o fluido frio (água de resfriamento) e o fluido quente (ar comprimido) circulam em direções opostas ou na mesma direção. Em teoria, se for em direção à corrente, a temperatura de saída da água de resfriamento deve ser menor ou igual a 40 graus. Se for um fluxo contrário, a temperatura de saída da água de resfriamento pode ser muito alta, chegando até mesmo a menos de 140 graus (quando se transforma em vapor d’água). Tudo isso são situações extremas. Na verdade, o projeto do trocador de calor deve visar obter um resultado ótimo e econômico. Não é possível projetar um trocador de calor extremamente grande, que utilize o mínimo possível de água de resfriamento para resfriar o ar comprimido. Portanto, na fase de projeto, é possível definir alguns parâmetros conforme a situação, a fim de obter o design mais ideal. No caso dos trocadores de calor de tipo tubo-cápsula, é necessário primeiro determinar qual material será utilizado no lado dos tubos e qual no lado da cápsula. Também é preciso verificar se a velocidade do fluxo é adequada, estimar o coeficiente de transferência de calor e definir a diferença de temperatura para calcular a área necessária para o trocador de calor. Pela minha experiência, em geral, no regime de contracorrente, uma temperatura de 60 graus na saída da água de resfriamento não deve causar problemas; no regime de corrente contínua, é recomendável que a temperatura seja inferior a 38 graus. Para referência.
No andar de cima, provavelmente não foi projetado um resfriador posterior para compressores semelhantes. Digamos que a temperatura da água de saída deve ser determinada de acordo com as necessidades dos processos que ficam a jusante da água de resfriamento. Se não houver processo de recuperação de calor, e a água for apenas devolvida à torre de resfriamento para ser reutilizada, então recomenda-se que a temperatura da água de saída esteja em torno de 40 graus, sem ultrapassar 42 graus. Para trocadores de calor convencionais de tipo tubo-cápsula, basta projetá-los com uma temperatura de saída da água entre 38 e 40 graus. Para trocadores de calor de tipo tubo-cápsula com elementos eficientes de transferência de calor, como os trocadores de calor com aletas internas, geralmente projeto-os para uma temperatura entre 40 e 42 graus. Durante a operação real, a diferença de temperatura entre a entrada e a saída da água de resfriamento é maior do que o valor projetado, geralmente entre 10 e 15 graus. É por isso que, no início, a Comissão de Comércio e Economia os listou como **os primeiros produtos de economia de água**. Por fim, com a carga do lado gasoso definida e a diferença de temperatura do lado aquático definida, você pode calcular a quantidade de água.