Incrustantes – fator de incrustação
O monitoramento on-line dos trocadores de calor comerciais é feito rastreando o coeficiente geral de transferência de calor , porque o coeficiente geral de transferência de calor tende a diminuir ao longo do tempo devido à incrustação . Sujeira é o acúmulo de material indesejado em superfícies sólidas em detrimento da função. Os materiais incrustantes podem consistir em organismos vivos ou em uma substância não viva (minerais ou compostos orgânicos). A camada de depósitos representa resistência adicional à transferência de calor e faz com que a taxa de transferência de calor em um trocador de calor diminua. Como resultado, incrustaçõesnos trocadores de calor, reduz a eficiência térmica, diminui o fluxo de calor, aumenta a temperatura no lado quente, diminui a temperatura no lado frio, induz corrosão sob depósito, aumenta o uso de água de resfriamento. O efeito líquido dessas acumulações na transferência de calor é representado por um fator de incrustação , Rf, que é uma medida da resistência térmica geral introduzida pela incrustação.
Coeficiente geral de transferência de calor
Um trocador de calor normalmente envolve dois fluidos separados por uma parede sólida. Muitos dos processos de transferência de calor encontrados na indústria envolvem sistemas compostos e até envolvem uma combinação de condução e convecção . O calor é primeiro transferido do fluido quente para a parede por convecção, através da parede por condução e da parede para o fluido frio novamente por convecção.
Com estes sistemas compostos, muitas vezes é conveniente trabalhar com um coeficiente de transferência total de calor , conhecido como um factor-L . O fator U é definido por uma expressão análoga à lei do resfriamento de Newton :
O coeficiente geral de transferência de calor, U, está relacionado à resistência térmica total e depende da geometria do problema. Por exemplo, a transferência de calor em um gerador de vapor envolve a convecção do volume do líquido de arrefecimento do reator para a superfície do tubo interno do gerador de vapor, condução através da parede do tubo e convecção (ebulição) da superfície do tubo externo para o fluido lateral secundário.
Nos casos de transferência combinada de calor para um trocador de calor, existem dois valores para h. Existe o coeficiente de transferência de calor por convecção (h) para o filme fluido dentro dos tubos e um coeficiente de transferência de calor por convecção para o filme fluido fora dos tubos. A condutividade térmica (k) e a espessura (Δx) da parede do tubo também devem ser levadas em consideração.
