Um dos motivos frequentes que comprometem a durabilidade das resistências e aquecedores elétricos é a Dissipação ou Densidade de Potência inadequada.
A Dissipação é a potência da resistência dividida por área de transferência térmica. Com isso, peças menores com potência alta, ou seja “concentrada”, terão dissipação mais alta. E as peças maiores, “menos concentrada”, terão dissipação mais baixa.
Portanto, quanto menor a densidade, maior será a durabilidade, por “trabalhar menos forçada”.
Mas, na prática, os fabricantes de máquinas para reduzir os custos, procuram projetar equipamentos e componentes cada vez menores com maiores potências. Sem levar em consideração as dificuldades da manutenção, quando o mesmo é submetido a regime extrema na produção. É aí que está a origem de muitos problemas de manutenção!
Como calcular a Dissipação ou Densidade de potência?
O número da Dissipação ou Densidade de Potência é obtido pela fórmula abaixo:
D=W/A
Onde:
D = Dissipação ou Densidade de potência
W = Potência da resistência em Watts.
A= Área para transferência térmica da resistência (em cm²)
Para obter a área de transferência térmica, será necessário calcular a área externa da resistência, por onde o calor produzido será transferido para o processo.
Cálculos para resistência tubular
Obtenha o comprimento aquecível, multiplique pelo diâmetro e, sobre o resultado, multiplicar o ∏(pi).
O resultado desses cálculos é a área de transferência térmica.
Potência da Resistência, dividida por área de transferência térmica, é a DENSIDADE DE POTÊNCIA.
Exemplo:
Vamos considerar uma resistência tubular, formato “U”, com as seguintes medidas:
Cálculos:
D = 500W / ( (30cmx2) x (1,1cm) x (3,1416) )
D = 500 / 207,34
D = 2,41 W/cm²
A dissipação ou densidade de potência dessa resistência, seria 2,41W/cm².
Qual a densidade de potência correta para minha resistência?
Não há um valor fixo único como sendo densidade correta ou adequada para todos os processos. Cada processo, tipo de resistência, faixa de temperatura de trabalho, condições do local, etc., são fatores que interferem na definição da densidade de potência adequada.
Portanto, para uma correta identificação da densidade de potência, é necessário um levantamento de informações do processo no local, por um profissional experiente. Nesse trabalho em campo, muitas vezes, sugerimos alteração até nas peças de reposição chamadas “originais” da máquina.
Apesar da complexidade para apuração da densidade adequada, algumas informações são consideradas básicas:
Alguns processos permitem densidade mais elevada como imersão em água (em certos casos até 20W/cm²) mas, em outros, a densidade recomendável são bem baixas (aquecimento de óleo BPF, recomenda-se densidade de 1W/cm²). Portanto, apesar da semelhança no formato, a resistência projetada para aquecimento de água, quando utilizada para aquecimento de óleo, terá vida útil bastante comprometida, além de provocar danos ao produto (queima do óleo, formando crostas na parede da resistência).
Outro exemplo: Resistência tipo cartucho de alta carga (ou compactada), suporta dissipação muito maior do que as resistência tipo baixa carga (ou convencional).
Cada processo, máquina, tipo de resistência, terá que ser avaliada individualmente para identificação da densidade de potência adequada.
Atenção! A dissipação ou densidade de potência de uma resistência inadequada, pode provocar queimas ou degradação do produto em processo químico, bem como a própria resistência de forma prematura ocasionando as indesejáveis paradas de equipamentos e consequentes prejuízos.
Portanto, apesar de complexa, é extremamente importante uma avaliação minuciosa e criteriosa em todas as resistências e aquecedores, a fim de garantir maior durabilidade e confiabilidade do seus equipamentos.
Um profissional experiente, poderá oferecer essa avaliação sugerindo não só a dissipação adequada, como alteração no dimensional, formato, material, acabamento e terminação das resistências, para poder obter melhor performance das resistências e os aquecedores elétricos no seu processo fabril.
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