Em comparação com outros tipos de trocadores de calor, os trocadores de calor a placas para vapor têm uma alta taxa de transferência de calor em relação ao tamanho. O coeficiente de transferência de calor alcançado por este permutador de calor de placas é consideravelmente superior ao conseguido por um permutador de calor tradicional de casco e tubo.
Como conseqüência desse recurso de alto desempenho, a área física de transmissão de calor necessária para um determinado serviço é relativamente pequena. A área de aquecimento real necessária para fornecer um determinado serviço pode ser calculada com a seguinte fórmula:
A diferença de temperatura logarítmica média (Tmttd) é a média logarítmica das diferenças de temperatura entre as temperaturas de entrada e saída do permutador de calor primário e secundário. Para a maioria dos casos práticos, a diferença média de temperatura aritmética (Tamtd) pode ser usada no lugar. Esse cálculo é mostrado na seguinte fórmula:
Quando o vapor é usado como meio de aquecimento primário, ele produz sua entalpia específica de evaporação a temperatura constante, portanto, TH (in) e TH (out) terão o mesmo valor. Um cálculo simplificado pode ser usado para atingir a temperatura média aritmética, conforme mostrado na seguinte fórmula:
Quando trocadores de calor a vapor são selecionados, a queda de pressão no lado secundário é de maior importância. Freqüentemente, quando o vapor é o principal meio aquecido, uma superfície de transferência de calor maior que a requerida é selecionada para manter a queda de pressão do secundário dentro de limites razoáveis.
Pode-se ver, na primeira fórmula mostrada neste artigo, que se a área (A) de transferência de calor é aumentada, aquela necessária para fornecer o calor requerido (Q), a única variável que pode mudar para entregar o calor necessário com esta área de transferência de calor aumentada, é a diferença de temperatura média. Isso deve diminuir, e a única maneira de diminuir, sem alterar as condições do secundário, é diminuir a diferença de temperatura média do primário.
Em outras palavras, se você quiser alcançar a entrega de calor esperada, usando uma superfície de transferência de calor maior, a temperatura do vapor e, portanto, sua pressão, deve diminuir. Este tamanho excessivo da superfície de transmissão em trocadores de calor de placas de vapor, para fornecer uma queda de pressão aceitável no secundário, é uma solução bastante comum em aplicações de vapor. O tamanho excessivo é geralmente entre 100% e 200% e pode ter um efeito considerável na pressão de vapor no trocador, mesmo sob condições de carga total.
A pressão na entrada da armadilha pode ser menor que a contrapressão imposta na saída da armadilha. Quando isso ocorre, o condensado não será descarregado e entrará novamente na permutador de calor de placas para vapor. Isso causará problemas de controle de temperatura e também pode causar danos estruturais ao trocador devido ao golpe de aríete e estresse térmico.
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