FINALIDADE DO AQUECIMENTO DAS TUBULAÇÕES 2

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de aquecimento externos paralelos:o aquecimento é feito por um ou mais tubos de vapor, de pequeno diâmetro, instalados paralelamente ao tubo a aquecer, e amarrados do lado externo desse tubo. O conjunto todo é envolvido com isolamento térmico.

Os tubos de aquecimento podem ser de aço-carbono, de cobre ou de alumínio, preferindo-se, por motivo de economia, empregar tubos não ferrosos, somente para fazer curvas, ou seja, em derivações, em curvas para desviar flanges, válvulas, etc., ou em curvas de expansão, ficando os trechos retos usualmente em tubos de aço.

O sistema de tubos externos paralelos tem as vantagens do baixo custo inicial, facilidade de construção e de manutenção e impossibilidade de contaminação do fluido circulante pelo vapor e vice-versa. Em compensação, as desvantagens são o aquecimento irregular e de difícil controle, troca de valor apenas por irradiação e convecção, e aquecimento inicial lento. Pode-se conseguir melhor eficiência da troca de calor preenchendo os espaços entre os tubos de aquecimento e o tubo a aquecer com massas especiais que possuem alto coeficiente de transmissão de calor.

Apesar dessas desvantagens, o aquecimento por tubos externos paralelos é o sistema empregado na grande maioria das tubulações aquecidas, porque em geral não é necessário um controle muito preciso da temperatura, bastando que o líquido fique em condições de escoar.

Tubo de aquecimento enrolado externamente: nesse sistema, o tubo de aquecimento, por onde corre o vapor, é enrolado externamente no tubo a aquecer. Essa disposição é usada apenas quando deseja uma troca de calor mais intensa ou para aquecimento de acessórios e equipamentos de formato irregular. O aquecimento por tubos paralelos é mais caro e complicado que o por tubos paralelos, permitindo entretanto um aquecimento mais intenso e mais uniforme, cada ramal do tubo de aquecimento só pode abranger um pequeno comprimento do tubo principal.

Tubo de aquecimento interno: para tubos de grande diâmetro (acima de 20”), devido à dificuldade de aquecê-los por tubos externos, pode-se usar o sistema de aquecimento interno, isto é, o tubo de aquecimento é colocado por dentro do tubo a aquecer: o tubo de aquecimento corre então na linha do tubo a aquecer, sendo mantido nessa posição por meio de guias apropriadas. Nesse sistemas, a eficiência do aquecimento é muito maior do que na disposição com tubos externo, principalmente quando o tubo a aquecer é de diâmetro muito grande. Entretanto, o aquecimento interno tem as seguintes desvantagens:

• Construção cara e complicada;

• Problemas de dilatação diferencial entre os tubos (tubo de aquecimento e o tubo a aquecer);

• Possibilidade de contaminação e dificuldade de localização e reparo de vazamentos;

• Não permite a limpeza mecânica interna da tubulação.

Tubos de aquecimento integrado: é um sistema raro, empregado apenas para alguns tubos fabricados por extrusão, de alumínio, latão e outros metais não-ferrosos. O tubo de passagem de vapor é integrado ao tubo de aquecimento, fazendo ambos parte de um único perfil extrudado.

Camisa externa: nesse sistema o fluido de aquecimento corre por um tubo externo de diâmetro maior formando uma camisa que envolve completamente o tubo a aquecer. A camisa externa de aquecimento é uma solução complicada, de preço elevado e de manutenção custosa. A dilatação diferencial entre o tubo interno e a camisa é sempre difícil de ser compensada; há ainda a possibilidade de contaminação em consequência de qualquer vazamento, que por sua vez é também difícil de ser descoberto, localizado e reparado. Em compensação, esse sistema permite um aquecimento rápido, intenso e controlado, sendo por isso empregado apenas quando houver necessidade desses requisitos. O fluido de aquecimento pode ser vapor de baixa pressão, água quente, óleos ou fluidos dos especiais de alto ponto de ebulição, com os quais de conseguem temperaturas mais altas com baixas pressões.

2.3 AQUECIMENTO POR MEIO DE TUBOS EXTERNOS PARALELOS

Diâmetro, quantidade e comprimento dos tubos: o diâmetro e a quantidade dependerá do tubo a ser aquecido, das condições do vapor de aquecimento e do isolamento térmico, da temperatura ambiente e a natureza de serviço. O dimensionamento desses tubos é feito por simples consultas a gráficos, ábacos e tabelas. O comprimento dependerá dos mesmos fatores já mencionados.

Disposições dos tubos de aquecimento: quando a tubulação a aquecer for horizontal, os tubos de aquecimento devem ficar de preferência na parte inferior da tubulação, quando a mesma for vertical os tubos de aquecimento devem ficar simetricamente dispostos, de maneira que interfira o mínimo possível com suporte, estrutura e com tubos vizinhos. Como podemos notar na Figura 1.

Figura 1: Aquecimento

Alimentação de vapor e descarga de condensado: no tubo de aquecimento deve-se ter uma válvula de bloqueio (válvula globo) independente no ponto de alimentação de vapor e um purgador no recolhimento de condensados.

Trajeto dos tubos de aquecimento: o trajeto deve ser bem estudado para que o condensado corra por gravidade até os purgadores. Em tubulações ramificadas o aquecimento de ramais curtos se dá pela própria tubulação de aquecimento da linha-tronco da tubulação.

Uso de uniões e conexões: numa tubulação de aquecimento deve-se ser colocado um número suficiente de uniões e conexões, para permitir a desmontagem tanto do tubo de aquecimento, quanto ao que vai ser aquecido. Não deve usar conexões para o encurvamento da tubulação, sendo para esse fim apenas a própria tubulação.

Dilatação diferencial: pelo fato dos tubos de aquecimento serem mais quentes que os tubos a aquecer, a dilatação dos mesmos será maior, sendo por essa razão a necessidade de curvas de expansão de espaço em espaço, de distancia aproximadamente 15 m.

Aquecimento de válvulas e outros equipamentos: costuma-se fazer o aquecimento de outros equipamentos (válvulas, bombas, dentre outros).O aquecimento desses é obtido enrolando-se por fora em zigue-zague, ou em espiral.

Massas transmissoras de calor: para melhorar a eficiência do aquecimento usam-se massas transmissoras envolvendo-se completamente os tubos de aquecimento, pois possuem alto coeficiente de transmissão de calor.

Fixação dos tubos de aquecimento: os tubos de aquecimento são fixados por meio de arames galvanizados ou cintas de aço inoxidáveis,