Soluções de bombas para altas temperaturas destinadas à circulação de fluidos térmicos
A Aulank fornece soluções especializadas de bombagem concebidas para fluidos de transferência de calor e circuitos de circulação de processos a altas temperaturas. Destinadas a meios como óleo térmico (fluido de transferência de calor), água sobreaquecida e sais fundidos, as nossas bombas são concebidas para funcionar de forma contínua a temperaturas que variam entre os 180 °C e mais de 400 °C. Através da utilização de estruturas exclusivas de gestão térmica, resolvemos problemas comuns, como a falha das vedações e o bloqueio dos rolamentos, causados pelo calor extremo.
Tipos de bombas e princípios de funcionamento
Bomba para altas temperaturas com refrigeração a ar
- Princípio de funcionamento: Utiliza uma câmara de barreira térmica física e aletas de refrigeração entre a carcaça da bomba e o motor. Uma ventoinha montada no eixo dissipa o calor naturalmente, garantindo que a temperatura na vedação mecânica e na caixa do rolamento se mantenha significativamente mais baixa do que a temperatura do fluido.
- Vantagens: Estrutura compacta que não requer água de refrigeração externa, simplificando a instalação e reduzindo os custos de manutenção de sistemas como os controladores de temperatura de moldes.
Bomba arrefecida a água / com camisa de arrefecimento
- Princípio de funcionamento: Concebido para temperaturas extremamente elevadas ou fluidos que exigem um controlo preciso da temperatura. Uma camisa de arrefecimento envolve a câmara de vedação ou o alojamento do rolamento, onde a água em circulação remove ativamente o calor.
- Vantagens: Proporciona um controlo térmico preciso em condições extremas (>350 °C) ou evita a solidificação de fluidos (através do aquecimento a vapor) em processos de polimerização.
Principais características das bombas para altas temperaturas
- Conceção da barreira térmica: A estrutura de isolamento térmico eficaz impede que o fluxo de calor a altas temperaturas seja transferido diretamente para o motor ou para os componentes sensíveis dos rolamentos.
- Compensação da expansão térmica: Inclui um suporte central ou estruturas flutuantes para permitir que a carcaça da bomba se expanda uniformemente quando aquecida, evitando o desalinhamento e o atrito interno.
- Vedação para altas temperaturas: Equipado com vedantes mecânicos de fole metálico ou acoplamentos magnéticos para altas temperaturas (ímãs de SmCo) para eliminar os riscos de fuga associados à degradação da vedação.
- Estabilidade do material: As carcaças fabricadas em aço fundido ou aço inoxidável são submetidas a um recozimento de alívio de tensões, para garantir que não sofrem deformações físicas quando submetidas a altas temperaturas e pressões combinadas.
Aplicações típicas em altas temperaturas
- Gestão térmica e controlo de temperatura: Bombas de circulação para controladores de temperatura de moldes (TCU), circuitos de refrigeração de fundição sob pressão e sistemas de aquecimento de camisas de reatores.
- Indústria Química e de Polímeros: Transporte de polímeros fundidos a alta temperatura, resinas e fibras sintéticas que requerem aquecimento constante para manter a viscosidade.
- Novas energias: Transporte de sal fundido em centrais de energia solar concentrada (CSP) e processos de secagem a alta temperatura para elétrodos de baterias de lítio.
- Caldeiras industriais: Sistemas de alimentação de água das caldeiras, recuperação de condensados e redes de circulação de água quente a alta pressão.
Considerações fundamentais na seleção de bombas para altas temperaturas
- Tipo de fluido e ponto de ebulição: No caso da água quente, é necessário ter em conta a pressão de vapor para evitar a cavitação (evaporação instantânea). No caso do óleo térmico, é necessário avaliar a tendência para a formação de coque e a permeabilidade.
- Intervalo de temperatura de funcionamento: Distingue-se entre alta temperatura padrão (<180 °C), média (<300 °C) e ultra-alta (>300 °C). Os diferentes intervalos determinam se o arrefecimento a ar é suficiente ou se o arrefecimento a água é obrigatório.
- Método de refrigeração: Verifique os serviços disponíveis no local. Se a água de refrigeração não estiver disponível ou for dispendiosa, dê prioridade às bombas de alta temperatura refrigeradas a ar para fluidos com temperaturas inferiores a 250 °C.
- Pressão de admissão (NPSHa): As altas temperaturas aumentam a pressão de vapor do fluido, reduzindo as margens de segurança. Assegure-se de que existe uma altura manométrica positiva de sucção (NPSHa) suficiente (o que muitas vezes requer uma sucção submersa) para evitar a cavitação.
Perguntas frequentes
P1. Qual é a diferença entre uma bomba refrigerada a ar e uma bomba refrigerada a água?
As bombas refrigeradas a ar utilizam uma ventoinha e um dissipador de calor, não necessitando de tubagem externa, e são adequadas para temperaturas até 250 °C (óleo). As bombas refrigeradas a água utilizam uma câmara de refrigeração, suportando temperaturas mais elevadas, mas requerem uma fonte de água.
P2. Posso utilizar a mesma bomba para água a 150 °C e óleo a 150 °C?
Não. A água a 150 °C apresenta alta pressão e baixa lubrificação, exigindo vedantes específicos (como SiC/SiC). O óleo proporciona lubrificação, mas escorre facilmente, exigindo elastómeros de vedação diferentes (como Viton/FKM).
P3. As bombas de acionamento magnético suportam altas temperaturas?
As bombas padrão não o conseguem fazer. As bombas magnéticas para altas temperaturas têm de utilizar ímanes especiais de SmCo (samário-cobalto) para evitar a desmagnetização (perda de binário) acima dos 150 °C.