Para calentar cualquier proceso, seleccionar el calentador adecuado es fundamental para el éxito. Se deben revisar varios factores para seleccionar el material, la densidad de vatios y el funcionamiento del calentador adecuados.
1. Cálculo del servicio del calentador
La selección de la función del calentador eléctrico requiere tres componentes:
Q = MCΔT
Q = Servicio requerido en BTU/Hr
M = Masa a calentar (lb/hr, kg/hr)
C = Calor específico del fluido
ΔT = diferencia de temperatura (temperatura final – temperatura inicial en °F)
Por ejemplo.- Para calentar agua a 50 gpm de 50 a 100 °F el calculo sería el siguiente:
El agua pesa 8.34 lbs/galón, por lo que 50 * 8.34 = 417 Lb / Minuto * 60 = 25,020 Lbs/Hr
El calor específico del agua es de 1 btu/lb °F
25,020 Lb/Hr * 1 btu/Lb °F * 50 °F = 1,251,000 btu / Hr
Dado que hay 3412btu en 1kW (3412 btu/kW), entonces 1,251,000 / 3412 = 366.6 kW.
Este es un procedimiento de dimensionamiento muy simplista para un calentador de estilo de circulación. Otros factores incluyen la pérdida de calor y las fluctuaciones de voltaje / resistencia del elemento. Los calentadores de alta temperatura deben aislarse adecuadamente tanto para la conservación de energía como para la protección del personal.
2. Selección de densidad de vatios
Nos interesan tres cosas al determinar la densidad de vatios adecuada.
- Calor especifico
- Viscosidad
- Conductividad térmica
Calor específico es la cantidad de energía para elevar 1 unidad de fluido 1°F. Se mide como Btu/lb °F.
La viscosidad es la resistencia de un fluido a fluir. Los fluidos pueden fluir por flujo forzado (bomba / soplador) o por flujo natural (aplicaciones de calentamiento de tanques). El agua tiene una viscosidad baja mientras que el petróleo crudo tiene una viscosidad alta. La capacidad del fluido para fluir alrededor del calentador es fundamental para determinar la densidad de vatios. Los fluidos con una viscosidad baja se pueden calentar con una densidad de vatios más alta que un fluido más viscoso.
La conductividad térmica es la capacidad de un fluido para transferir calor. Se mide como btu / hr – Ft – °F. El calor se transferirá a mayor velocidad cuando un fluido tenga una alta conductividad térmica.
La combinación de estas tres propiedades determina la densidad de vatios adecuada. Blue Soluciones trabaja de la mano con los fabricantes que utilizan un programa de cálculo patentado para predecir la temperatura del elemento calefactor.
3. Selección de material
La selección del material es importante para prevenir la corrosión y fallas prematuras. Deben revisarse las propiedades de los fluidos como la temperatura, el pH y la mezcla de componentes. No existe un material que sea bueno para todas las aplicaciones. El contenido de sulfuro de hidrógeno, agua desionizada o desmineralizada, sodio o contenido de ácido jugarán un papel importante en la determinación de la selección del material. La corrosión galvánica también puede desempeñar un papel importante. La aleación 800 (UNS N08800) es la opción preferida para muchas aplicaciones, mientras que la aleación 825 (UNS 08825) se prefiere para fluidos con contenido de sulfuro de hidrógeno. Para agua desionizada, los elementos Alloy 800 (UNS N08800) con pasivación son una buena opción.
Los elementos calefactores normalmente vienen en una de estas tres formas:
- Como tubo soldado
- Como tubo soldado y estirado
- Como tubo sin costura.
Si el precio es una preocupación, entonces el tubo soldado es el menos costoso. El tubo soldado y estirado es un tubo soldado que se ha estirado sobre un mandril para quitar la unión soldada y tiene propiedades similares a las de una costura. Los verdaderos elementos sin costura son los más caros pero tienen la mejor resistencia a la corrosión. [1]
Blue Soluciones junto con fábrica revisa todos estos factores importantes para seleccionar el calentador adecuado para cada aplicación.
Blue Soluciones provee calentadores eléctricos de proceso para todo el territorio Peruano. Para obtener más información o si tiene preguntas, envíe un correo electrónico a ventas@bluesoluciones.pe o solicite una cotización aquí.
[1] Artículo “Selecting the Proper Electric Heater for Your Process” de GP®
