Conceitos de Traçagem de Aquecimento
Conceitos Gerais
Uma conduta, tanque ou qualquer tipo de instrumento ou equipamento que é mantido a uma certa temperatura, terá uma certa quantidade de perda de calor.
Legenda
e Espessura do isolamento | D Diâmetro externo (Conduta) | S Superfície (Tanque)
A alteração de qualquer uma destas variáveis afetará a perda de calor.
Alguns fluidos necessitam de manter uma temperatura mínima. As razões mais frequentes são:
Manter uma baixa viscosidade para que o fluido possa fluir facilmente através da conduta. O aumento da viscosidade pode danificar partes críticas
Evitar a solidificação do fluido, que pode bloquear a conduta ou outros equipamentos como bombas, filtros, etc. A solidificação do produto (congelamento) pode implicar sérios danos no sistema
No caso de gases, evitar a condensação que pode bloquear as condutas, filtros, etc. A condensação também pode ser corrosiva, evitando assim danos no sistema
Em operação normal o caudal do processo mantém a temperatura de operação do fluido apesar das perdas de calor através do isolamento.
No entanto, em alguns casos a perda de calor pode ser demasiado elevada, de tal forma que ΔT criado não é aceitável. Quando é que isso acontece?
- Quando a conduta é demasiado longa
- Quando os seguintes parâmetros aumentam a perda de calor: Tamb baixa, Tfluido alta, espessura do isolamento reduzida, fraca qualidade de isolamento ou grandes diâmetros da conduta
O caso crítico é quando o caudal do processo é interrompido. O fluido na conduta irá progressivamente perder o seu calor e os problemas acontecem (aumento da viscosidade, congelamento ou condensação).
É aqui que entra a Traçagem de Aquecimento!
O objetivo da Traçagem de aquecimento é fornecer energia suficiente para compensar a perda de calor.
Desta forma, a tarefa da Traçagem de Aquecimento é manter a temperatura. Apenas em casos particulares, é utilizada para aquecimento (Heat Up).
Como é que os cabos de Traçagem Elétrica fornecem energia para compensar a perda de calor do tubo ou reservatório?
Os cabos de aquecimento funcionam como uma simples resistência, irradiam calor ao longo de todo o seu comprimento.
A quantidade de energia fornecida pelo cabo de aquecimento depende da sua resistência e da tensão a que está ligado.
A tensão (V) é um valor fixo, mas a resistência do cabo pode não ser um valor fixo, mas uma variável relacionada com a temperatura deste, dependendo da tecnologia do mesmo!
Então, quais são as tecnologias disponíveis?
Cálculo de perda de calor | Seleção de cabos
TUBAGENS
Em TUBAGENS, os dados necessários para calcular a perda de calor são:
- Diâmetro (D)
- Temperatura ambiente mínima (Tmin.amb)
- Temperatura a manter (Tmanter)
- Tipo e espessura de isolamento (K and e)
Com estes dados podemos calcular as perdas (W/m), ou seja, o mínimo output W/m que o cabo deve ter.
Mas para selecionar corretamente o tipo e comprimento do cabo a ser instalado, também são necessários os seguintes dados adicionais:
- Comprimento da tubagem (L)
- Alimentação disponível (voltagem)
- Informação detalhada relativamente às características mecânicas da tubagem e acessórios/equipamentos: suportes, flanges, instrumentos, bombas, filtros, etc. Deve ser adicionado comprimento extra para compensar a perda de calor através destes elementos
- Temperatura ambiente máxima (Tmax.amb) É necessária para calcular a temperatura máxima a que deve estabilizar em caso de falha de controlo (ou sem controlo)
- Temperatura máxima de exposição (Texp) É necessário saber a temperatura máxima à qual o cabo irá estar exposto, para evitar a seleção de uma família de cabos que se podem danificar a altas temperaturas
- Área classificada Se o cabo é instalado em área classificada, o output do cabo deve ser selecionado cuidadosamente para ter a certeza que a temperatura não ultrapassa a classificação T da área
TANQUES
Em TANQUES, os dados necessários para calcular a perda de calor são:
- Superfície do tanque (S)
- Temperatura ambiente mínima (Tmin.amb)
- Temperatura a manter (Tmanter)
- Tipo e espessura de isolamento (K and e)
Com estes dados podemos calcular as perdas totais do tanque (W).
- Desenho dimensional do tanque Para saber qual o espaço disponível para instalar o cabo de traçagem
- Alimentação disponível (voltagem)
- Informação detalhada relativamente às características mecânicas da tubagem e acessórios/equipamentos: suportes, instrumentos, etc. Deve ser adicionado comprimento extra para compensar a perda de calor através destes elementos
- Temperatura ambiente máxima (Tmax.amb) É necessária para calcular a temperatura máxima a que deve estabilizar em caso de falha de controlo (ou sem controlo)
- Temperatura máxima de exposição (Texp) É necessário saber a temperatura máxima à qual o cabo irá estar exposto, para evitar a seleção de uma família de cabos que se podem danificar a altas temperaturas
- Área classificada Se o cabo é instalado em área classificada, o output do cabo deve ser selecionado cuidadosamente para ter a certeza que a temperatura não ultrapassa a classificação T da área
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