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Um trocador de calor espiral ou trocador de calor espiralado (SHE, spiral heat exchanger), refere-se a um configuração de tubos helicoidal (espiralada) [1][2], mas mais genericamente, o termo refere-se a um par de superfícies planas que são espiraladas de forma a formar os dois canais em um arranjo de fluxo, principalmente, contracorrente.[3][4][5] Cada um dos dois canais tem dois longos trajetos curvos. Um par de entradas de fluido são conectados tangencialmente a outros braços da espiral, e as entradas axiais são comuns, mas opcionais.[1][6]
Trocadores de calor espirais, de eixo das espirais horizontal, aberto e fechado
(machineryandequipment.com e spiralheatexchangers.ca).
A principal vantagem dos trocadores SHE é seu uso do espaço altamente eficiente. Esse atributo é muitas vezes alavancado e parcialmente realocado para ganhar outras melhorias no desempenho, de acordo com metodologias conhecidas em projeto de trocadores de calor. (Uma metodologia destacada é a comparação do custo de capital versus o custo operacional.) Um SHE compacto pode ser usado para ter uma menor ocupação nas instalações, e portanto reduz todos os custos de capital relacionados, ou um sobredimensionado SHE pode ser usado para ter-se menor queda de pressão, menor energia de bombeamento, mais alta eficiência térmica, e mais baixos custos de energia.[1][4][5][6]
Esquema das correntes em um trocador de calor espiral (www.valutechinc.com).
Funções de troca de calor que se beneficiam das vantagens dos trocadores de calor em espiral incluem: aquecimento, resfriamento ou recuperação de calor líquido / líquido, onde um ou ambos os fluidos podem causar incrustações. (Ver imagem 1) vapor / líquido em condensação, particularmente a uma pressão muito baixa e / ou alto fluxo em volume. (Ver imagem 2)
O desenho, forma e tamanho dos canais de espirais podem ser personalizados de modo que eles são uma combinação perfeita para as exigências associadas com uma ampla