Definition af varmeveksler

Candela Rocío Barbisan
Kemisk ingeniør

Beholder under tryk, hvori der sker en udveksling af energi mellem to væsker, det vil sige en overførsel af varme fra en zone med høj temperatur til en zone med lav temperatur. Processen kan være direkte, hvis de to medier er i kontakt med hinanden, eller indirekte, hvis der er en anden væske, der står mellem dem.

Grundlæggende om varmeoverførsel

For at varmeoverførslen fra et medie til et andet skal være effektiv, skal der være en drivkraft, i dette tilfælde kalder vi temperaturforskellen mellem de to væsker for drivkraften. I denne forstand overføres energi fra det varmere område til det koldere område.

Selvom det forventes, at al den varme, der afgives af den varmeste fase, er varmeabsorberet eller opnået af den koldeste fase, er balancen ikke direkte, der er varmetab.

Fænomenet varmeoverførsel er baseret på termodynamikkens nulprincip, som forklarer den måde, hvorpå væsker kommer i kontakt de når deres termiske ligevægt og udligner deres temperaturer, hvis tiden og kontaktområdet er tilstrækkeligt nok til at nå punktet balance.

Typologier

Når vi taler om typologi, refererer vi til den største opdeling, der findes baseret på typen af ​​kontakt mellem faser. Som vi godt sagde, hvis kontakten mellem medierne er direkte, det vil sige, er der ingen anden strøm af varmeoverførsel mellem væskerne, at det ønskes at udveksle energi, så reagerer det på en sådan måde lige. Køletårne ​​er et typisk tilfælde af denne type udveksling, da f.eks. kølevand eller tårnvand kommer ind gennem øvre del og ved den nederste del mod strømmen induceres en luftstrøm, så der sker overførsel af varme og masse forventet.

På den anden side, når vi henviser til indirekte vekslere, taler vi om udstyr, der har en mellemliggende varmeoverførselsflade, såsom et fast stof eller endda en anden flydende. I dette tilfælde sker processen med konvektion eller ledning. I de fleste vekslere er masseoverførselsmekanismerne ved: konvektion, når den varme væske overfører sin varme til væggen indvendigt i et rør, og så overfører dette det fra ydervæggen til den anden væske i kontakt og på den anden side indre ledning i rørvæggen.

De kan også klassificeres baseret på typen af ​​strømning: parallelstrøm, hvis strømmene bevæger sig i samme retning, modstrøm, hvis de udveksler varme, når de bevæger sig i modsatte retninger eller krydsstrømmer, når væskerne bevæger sig gennem udstyret vinkelret på hinanden.

Ligeledes er der single-pass eller multi-pass vekslere, afhængigt af hvor mange gange væsken rejser i længden af ​​veksleren og kommer i kontakt med den anden fase.

Endelig kan klassificeringen gives ud fra dens geometri: groft sagt finder vi: rør- og skalvarmevekslere og pladevarmevekslere. I den første af dem består den (som navnet indikerer) af et hus eller et hus og hoveder, der holder bundtet af rør inde. Gennem rørene cirkulerer en bestemt væske, der udveksler varme med væsken, der cirkulerer gennem huset, og oversvømmer den. Væsken kan gå gennem et enkelt trin, eller den kan gå gennem mere end et. I dette tilfælde er dens byggeomkostninger høje; dog kan de arbejde ved høje tryk og er designet ud fra det nødvendige kontaktareal til varmeoverførsel, så dens størrelse kan variere alt efter behovene hos behandle. Vedligeholdelsen er enkel, selvom rørene kan være noget svære at rengøre, kan dette lade sig gøre kemisk eller mekanisk og det er muligt at fjerne rørholderpladen for tilstopningsinspektion af nogle af de.

I tilfælde af pladevarmevekslere er de opbygget af flere plader, der indskudt cirkulerer gennem hver af dem de forskellige udvekslingsvæsker. Mellem pladerne er der luft. Som forventet er pladernes areal meget større end arealet af et rør, så udvekslingskapaciteten øges kraftigt. Mens rørbundter arbejder ved høje tryk, er pladevarmevekslere begrænset til tryk, der ikke er større end 25 bar. De bruges generelt i fødevareindustrien, hvor ekstrem hygiejneomsorg er påkrævet, da de på grund af deres struktur er nemmere at rengøre og forhindrer bundfældning.