Sistema de Tubulação | Desempenho | Desempenho Térmico
A condutividade térmica é uma consideração importante em qualquer aplicação de tubulação, tanto da perspectiva de segurança como de responsabilidade. Um material do sistema de tubulação com menor condutividade térmica manterá uma menor temperatura da superfície ao transportar líquidos quentes. Em determinadas situações, isso pode reduzir o risco de queimaduras para operadores que possam entrar em contato com o tubo.
Isto é especialmente pertinente para os indivíduos que trabalham perto de uma válvula, bomba ou entrada de tanque, onde existem várias operações de tubulação em proximidade. De acordo com o Departamento de Estatística Trabalhista (Bureau of Labor Statistics), casos de queimaduras de calor térmico causaram uma média de 6 dias de faltas de trabalho em 2016.
Para obter uma visão abrangente das qualidades de condutividade térmica do CPVC, os engenheiros do Sistema Industrial Corzan® recomendam começar com uma comparação das classificações de condutividade térmica.
Classificação de condutividade térmica
O padrão para avaliar a condutividade térmica de um material é ASTM C177, "O Método de Teste Padrão para Medições de Fluxo de Calor no Estado do Equilíbrio e Propriedades de Transmissão Térmica por Meios do Aparelho de Placa Quente Protegida". Este é um método controlado para medir a transferência de calor através de um material.
O CPVC exibe uma condutividade térmica excepcionalmente baixa - aproximadamente 1/3 do que a do aço. Isto é devido a diferenças na disposição atômica dos materiais.
O gráfico abaixo ajuda a ilustrar este ponto. Ele mostra a temperatura da superfície de um tubo em relação à temperatura interna do líquido. Itens de destaque incluem:
- A temperatura da superfície da tubulação de aço carbono é a mesma que a temperatura interna do líquido, enquanto as superfícies de tubos CPVC mantêm uma temperatura muito mais fria.
- A temperatura da superfície do aço carbono é praticamente a mesma que a temperatura do líquido, independentemente da espessura da parede. Por outro lado, a espessura da parede do tubo CPVC afeta a temperatura da superfície porque exibe uma resistência térmica muito maior do que o aço. A espessura da parede depende da programação e do tamanho do tubo.
Temperatura Estimada da Superfície dos Tubos x Temperatura Interna do Líquido
*Nota: o gráfico assume a temperatura ambiente de 68 ° F (20 ° C) e o fluxo de água a 6,5 pés/seg. (2 m/s)
Independentemente do material, certas aplicações industriais aumentarão a temperatura da superfície de um tubo para níveis inseguros. Nessas situações, o isolamento deve ser considerado.
Necessidades de isolamento da tubulação
Um benefício da baixa condutividade térmica de um material de tubulação é que pode ser necessário menor isolamento para manter a temperatura consistente dos tubos. Isto é verdade se o objetivo final é proteger contra a temperatura externa de um tubo ou manter uma temperatura constante dentro do tubo.
Entenda que a temperatura máxima da superfície de um tubo é importante para a segurança do trabalhador. Conforme demonstrado acima, a temperatura da superfície do tubo varia com o tipo de tubo em serviço para um determinado processo. Independentemente do material da tubulação, o isolamento pode ser necessário para proteger os trabalhadores de riscos de queimadura ao trabalhar em torno do sistema de tubulação. Conhecer a temperatura da superfície do tubo ajudará a identificar quando o isolamento é necessário para mitigar os riscos de queimadura.
Além disso, o material termicamente condutor permite que o calor escape a um ritmo mais rápido do que os materiais que não transferem o calor também. Por esta razão, os tubos termicamente condutores em ambientes mais frios do que o líquido que eles estão transferindo requerem energia adicional para manter a temperatura do líquido. A quantidade de energia adicional depende da temperatura necessária do líquido e da temperatura ambiente.
Não importa o motivo do isolamento, a quantidade de isolamento depende da temperatura do líquido, do tipo de tubo e da retenção de calor desejada e pode variar de um aplicativo para o outro. Para determinar os detalhes do seu sistema de tubulação, discuta com a equipe de especialistas do Sistema Industrial Corzan.
Condensação
A condutividade térmica também entra em jogo em um sistema de tubulação a frio.
Quando se manuseia líquidos frios quanto mais o material de tubulação fôr termicamente condutor, menor a temperatura da superfície. No ambiente correto, onde a temperatura da superfície do tubo está abaixo do ponto de condensação do meio ambiente, a condensação pode formar e apresentar problemas de segurança.
Considere uma fábrica quente e úmida com linhas frias correndo por ele. A superfície do tubo frio, juntamente com temperaturas quentes e ar saturado, criam uma receita perfeita para que a condensação se forme no lado de fora dos tubos. Isso pode resultar em:
- Poeira e sujeira nos tubos misturadas com condensação e contaminando um ambiente esterelizado.
- Poças no chão, criando superfícies escorregadias.
- Gotejamento no armazenamento ou outros itens armazenados.
Um material de tubulação de menos condutividade térmica pode ajudar a evitar essas situações, ou, no mínimo, limitar a necessidade de isolamento.
Quer saber como as tubulações de CPVC atuam versus o metal em outras áreas?
As características únicas do CPVC não param com a condutividade térmica. Para saber mais, leia o artigo, “Metal x Sistema de Tubulação CPVC: qual material de tubulação executa melhor em aplicações industriais?”
