Em qualquer processo que exija transferência indireta de calor, é essencial selecionar o fluido térmico adequado para a aplicação, seja para processos de aquecimento na geração de energia ou resfriamento de produtos no processamento de alimentos. Mas com tantos fluidos de transferência de calor no mercado, analisar as opções pode ser uma tarefa demorada. Clive Jones, diretor administrativo da Global Heat Transfer, especialista em fluidos térmicos, explica as propriedades dos fluidos de transferência de calor minerais e sintéticos, quando usar cada um deles e como fazer a manutenção adequada do fluido.
A temperatura ideal
É importante adequar o fluido à temperatura da aplicação porque isso determinará a segurança e a eficiência – a escolha do fluido também pode afetar a velocidade da reação de transferência de calor, melhorando a produtividade. Os fluidos térmicos devem atingir e manter temperaturas específicas por períodos prolongados, portanto, a escolha de um fluido que ofereça estabilidade térmica na temperatura indicada é fundamental para manter o tempo de atividade.
Os fabricantes devem observar as temperaturas operacionais mais altas e mais baixas descritas na folha de dados técnicos. Considerar a velocidade da reação de transferência de calor também pode afetar a produtividade – comparar fluidos e selecionar um produto com fluxo de calor mais rápido pode reduzir o tempo de inicialização.
Composição química
A composição química de um fluido térmico geralmente determina sua faixa de temperatura operacional. Os fluidos térmicos se enquadram em duas categorias: minerais e sintéticos. Os fluidos térmicos de base mineral contêm moléculas complexas de hidrocarbonetos e aditivos que melhoram a estabilidade térmica e outras propriedades que afetam o desempenho.
Os fluidos térmicos sintéticos, por outro lado, são especialmente formulados usando compostos químicos cuidadosamente selecionados, como fluidos à base de glicol e silicone. Esses fluidos são quimicamente projetados para proporcionar desempenho e estabilidade aprimorados em temperaturas altas e baixas.
Escolhendo
Ao decidir entre fluidos minerais ou sintéticos, os especialistas em fluidos térmicos, como a Global Heat Transfer, podem aconselhar sobre o melhor fluido com base na análise de vários fatores, incluindo a faixa de temperatura e a compatibilidade química com o sistema. Os fluidos térmicos minerais são populares devido à sua relação custo-benefício, confiabilidade e disponibilidade, e estão no mercado há décadas. Os fluidos térmicos minerais oferecem excelente estabilidade térmica em temperaturas moderadas. No entanto, quando aquecidos a temperaturas elevadas por períodos prolongados, podem se degradar em um ritmo mais rápido, afetando negativamente a eficiência da transferência de calor.
Para aplicações que exigem estabilidade térmica e eficiência em temperaturas mais altas e mais baixas, os fluidos sintéticos podem melhorar o desempenho. Os fluidos térmicos sintéticos são projetados para operar com eficiência em aplicações de aquecimento industrial mais exigentes devido à sua ampla faixa de temperatura operacional, à excepcional eficiência de transferência de calor e à excelente resistência à degradação, à corrosão e à incrustação.
Embora os fluidos minerais possam parecer a opção mais econômica, eles nem sempre oferecem a eficiência de transferência de calor necessária e podem aumentar os custos de manutenção a longo prazo. Os fluidos sintéticos, por outro lado, manterão a estabilidade térmica, a eficiência e o desempenho em uma faixa de temperatura mais ampla, maximizando o tempo de atividade.
Manutenção de fluidos sintéticos
A manutenção proativa é importante ao usar qualquer fluido de transferência de calor para aumentar a produtividade e reduzir os custos de manutenção, mas os engenheiros devem adaptar os procedimentos com base no fluido que usam.
Devido à sua faixa de temperatura limitada, à medida que os fluidos térmicos minerais se aproximam do fim de sua vida útil, o craqueamento térmico e a oxidação causam a degradação do fluido. À medida que o fluido se aproxima do fim de sua vida útil prática, há uma curva gradual que cai rapidamente – a curva de degradação. Essa curva gradual antes da queda é uma área cinzenta em que os engenheiros ainda podem gerenciar o fluido. Para mitigar os subprodutos da degradação, como lodo e depósitos de carbono, traçar a condição e antecipar a curva de degradação, os engenheiros devem coletar amostras do fluido regularmente para entender sua condição. Os fluidos sintéticos de transferência de calor são projetados para serem mais resistentes à degradação, mas os engenheiros ainda se beneficiarão da amostragem e análise de rotina de fluidos representativos.
Ao coletar uma amostra quando o sistema estiver quente, fechado e circulando, os engenheiros podem enviá-la para análise e obter uma representação precisa do que está acontecendo no interior. Os engenheiros podem fazer uma tendência da condição ao longo do tempo, monitorando qualquer sinal de mudança na qualidade do fluido térmico que possa afetar a produção e planejar a manutenção adequadamente.
Ao escolher um fluido térmico, os fabricantes podem restringir a lista de opções entendendo primeiro se precisam de um óleo térmico mineral ou sintético. Ao avaliar cuidadosamente os requisitos do processo, a faixa de temperatura e os possíveis custos de manutenção, os fabricantes podem tomar uma decisão informada sobre qual fluido proporcionará a estabilidade térmica e o desempenho necessários.