
Quando você entra em uma sala de aquecimento, em uma fábrica química ou em uma oficina de processamento de alimentos, frequentemente vê fileiras de equipamentos metálicos, semelhantes a livros grossos, firmemente unidos por grandes parafusos. Trata-se do principal equipamento industrial para troca térmica — o trocador de calor de placas. Se compararmos um trocador de calor de placas a um carro de corrida de alto desempenho, suas "motores" serão as placas do trocador de calor. Essas aparentemente simples placas metálicas finas determinam a eficiência da troca térmica, a vida útil e a faixa de aplicações do equipamento. Para aqueles que estão prestes a adquirir equipamentos de troca térmica, compreender o Placas PHE equivale a compreender grande parte dos trocadores de calor de placas.
A placas é composto por uma série de placas metálicas corrugadas empilhadas. Cada "folha" é uma placa de troca térmica.
Placas metálicas prensadas com precisão
Espessura: 0,4–0,8 mm
Estrutura corrugada
Padrão em espinha de peixe para alta eficiência
Furos circulares para
Entrada/saída de meios quentes e frios
Quando um fluido escoa sobre a superfície corrugada, é forçado a mudar de direção, gerando turbulência intensa de forma contínua. Essa turbulência rompe eficazmente a camada isolante aderida firmemente às placas do trocador de calor de placas (PHE), permitindo uma transferência de calor irrestrita. Essa é a razão fundamental pela qual os trocadores de calor de placas conseguem atingir uma taxa de transferência de calor 3 a 5 vezes maior do que os trocadores tradicionais do tipo casco e tubos.
Quando duas placas de PHE são unidas, as corrugações se entrelaçam, formando milhares de pontos de contato densos, melhorando significativamente a resistência mecânica do conjunto de placas e permitindo que ele suporte pressões operacionais mais elevadas.
Com base nos diferentes ângulos das corrugações em espiga de peixe, as placas de trocador de calor são divididas em dois tipos básicos para se adaptarem a diferentes condições operacionais.
As placas de troca térmica são os elementos centrais de troca de calor de todo o trocador de calor, responsáveis pela transferência eficiente de calor entre os meios quente e frio. Juntas de vedação são embutidas ao redor das placas de PHE para garantir que os meios fluam dentro de seus respectivos canais, evitando vazamentos e contaminação cruzada. O estrutura sistema utiliza parafusos de aperto para comprimir centenas ou milhares de placas, fornecendo suporte estrutural e permitindo a desmontagem e manutenção de todo o equipamento. Esses três componentes, juntos, constituem uma unidade completa de trocador de calor de placas.
| Tipo de placa | Ângulo das Corrugações | Coeficiente de Transferência de Calor | Resistência ao fluxo | Aplicações típicas |
|---|---|---|---|---|
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Placa H (Alto Ângulo) |
> 60° | Alto | Alto | Aplicações que exigem máxima eficiência de transferência de calor, nas quais a queda de pressão é menos crítica. |
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Placa L (Ângulo Baixo) |
< 30° | Médio | Baixa | Sistemas com alta vazão e baixos requisitos de queda de pressão, como troca térmica água-água com grandes diferenças de temperatura. |
Troca Térmica Água-Água: Atenção à queda de pressão admissível e confirmação se a solução selecionada utiliza placas H, placas L ou um tipo híbrido de placa.
Fluidos de Alta Viscosidade (ex.: óleo): Devem ser selecionadas placas de trocador de calor profundamente corrugadas, pois seus canais mais largos evitam entupimentos causados por meios viscosos.
Aquecimento a Vapor: São necessários tipos especiais de placas assimétricas para acomodar as grandes variações de volume específico no lado do vapor.
Para diferentes fluidos (água doce, água do mar, ácidos fortes, óleo em alta temperatura), a seleção do material das placas do trocador de calor é crucial para determinar a vida útil do equipamento.
| Série de Materiais | Grades Típicas | Principais Vantagens | Aplicações típicas |
|---|---|---|---|
| Aço inoxidável | 304 / 316L | Excelente desempenho geral e relação custo-benefício. O 316L contém molibdênio, o que confere maior resistência à corrosão em comparação com o 304. | Água doce, água potável, óleo lubrificante, sistemas de aquecimento, ventilação e ar-condicionado (HVAC) e aplicações industriais gerais. |
| Titânio e liga de titânio-paládio | TA1 / Grau 11 | Resistência excepcional à corrosão por cloretos. Material preferido para ambientes com água do mar e salmoura. | Refrigeração com água do mar, indústria química de sais, farmacêutica e engenharia marítima. |
| Hastelloy | C-276 / C-2000 | Resistência excepcional a ácidos fortes (clorídrico, sulfúrico) e a ambientes altamente oxidantes. | Processamento químico, produtos químicos finos e indústrias farmacêuticas com condições severas de corrosão. |
| Níquel e ligas de níquel | Ni 200 / Monel | Resistência superior a soluções alcalinas de alta concentração. | Produção de soda cáustica e indústrias químicas cloro-álcali. |
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Na operação e manutenção reais, muitas vezes não é necessário substituir toda a máquina; basta substituir algumas ou todas as placas para dar ao equipamento uma "nova vida útil".
As seguintes situações indicam que você deve considerar a substituição das placas do PHE em vez de substituir toda a máquina:
| Emitir | Critérios de Julgamento | Ação Recomendada |
|---|---|---|
| Corrosão e Perfuração da Placa | Vazamento contínuo pelos orifícios de sinalização; depressões visíveis ou perfurações. | danos em menos de 5%: substituir placas individuais do trocador de calor. 5–15%: substituir em pares ou por canal. mais de 15%: substituir todas as placas. |
| Deformação Mecânica | Placa PHE não consegue assentar plana; o contato de vedação é afetado. | Placas deformadas do trocador de calor devem ser substituídas. Deformação geral severa exige substituição completa. |
| Afinamento Excessivo | Espessura reduzida em mais de 20%; erosão nas proximidades das conexões ou dos picos das ondulações. | Afinamento local: Substituir as placas de FPE afetadas. Afinamento geral: Substituir todas as placas e reavaliar a seleção do material. |
| Trincas nas placas | Trincas dendríticas, frequentemente em ambientes com cloretos ou próximas a pontos de tensão. | Substituir imediatamente. Se aparecerem múltiplas trincas, considere a substituição por um material de maior desempenho (por exemplo, aço inoxidável por titânio). |
| Escala severa | Limpeza química ineficaz; a escala está fundida ao metal. | Substituir as placas afetadas e rever o tratamento da água para prevenir recorrências. |
| Expansão da capacidade | Aumento da demanda do processo; área de transferência de calor insuficiente. | Adicionar mais placas, se o quadro permitir. Caso contrário, atualizar para um tipo de placa de maior eficiência (por exemplo, placas tipo H). |
Se você procura placas de trocador de calor de alta qualidade ou soluções personalizadas de trocadores de calor, por favor, sinta-se à vontade para entrar em contato com nossa equipe de engenharia.
