Definition von Wärmetauscher

Candela Rocio Barbisan
Chemieingenieur

Behälter unter Druck, in dem ein Energieaustausch zwischen zwei Fluiden stattfindet, d. h. eine Wärmeübertragung von einer Zone hoher Temperatur zu einer Zone niedriger Temperatur. Der Prozess kann direkt sein, wenn die beiden Medien miteinander in Kontakt stehen, oder indirekt, wenn zwischen ihnen eine andere Flüssigkeit steht.

Grundlagen der Wärmeübertragung

Damit die Wärmeübertragung von einem Medium auf ein anderes effektiv ist, muss es eine treibende Kraft geben, in diesem Fall nennen wir die Temperaturdifferenz zwischen den beiden Flüssigkeiten die treibende Kraft. In diesem Sinne wird Energie vom heißeren Bereich in den kälteren Bereich übertragen.

Obwohl erwartet wird, dass die gesamte Wärme, die von der heißesten Phase abgegeben wird, Wärme absorbiert oder von der kältesten Phase gewonnen wird, ist das Gleichgewicht nicht direkt, es gibt Wärmeverluste.

Das Phänomen der Wärmeübertragung basiert auf dem Nullprinzip der Thermodynamik, das die Art und Weise erklärt, wie Flüssigkeiten in Kontakt kommen Sie erreichen ihr thermisches Gleichgewicht und gleichen ihre Temperaturen aus, wenn die Zeit und die Kontaktfläche ausreichend sind, um den Punkt zu erreichen Gleichgewicht.

Typologien

Wenn wir von Typologie sprechen, beziehen wir uns auf die größte existierende Unterteilung, basierend auf der Art des Kontakts zwischen den Phasen. Wie wir gut gesagt haben, wenn der Kontakt zwischen den Medien direkt ist, das heißt, es gibt keinen anderen Fluss von Wärmeübertragung zwischen den Fluiden, dass es erwünscht ist, Energie auszutauschen, dann reagiert es so gerade. Kühltürme sind ein typischer Fall für diese Art des Austauschs, da beispielsweise Kühlwasser oder Turmwasser durch die eintritt oberen Teil und durch den unteren Teil gegen die Strömung wird ein Luftstrom induziert, so dass es zu einem Wärme- und Stofftransport kommt erwartet.

Wenn wir uns andererseits auf indirekte Wärmetauscher beziehen, sprechen wir von Geräten, die vorhanden sind eine zwischenliegende Wärmeübertragungsfläche, wie z. B. ein Festkörper oder sogar ein anderer fließend. In diesem Fall erfolgt der Prozess mit Konvektion oder Leitung. Bei den meisten Austauschern erfolgt der Stoffaustausch durch: Konvektion, wenn die heiße Flüssigkeit ihre Wärme an die Wand überträgt inneren eines Rohrs und überträgt es dann von der Außenwand auf das andere Fluid in Kontakt und andererseits interne Leitung in der Rohrwand.

Sie können auch nach der Art der Strömung eingeteilt werden: Parallelströmung, wenn die Strömungen in die gleiche Richtung gehen, Gegenströmung, wenn sie Wärme austauschen, wenn sie sich in entgegengesetzte Richtungen bewegen, oder Querströmungen, wenn die Flüssigkeiten senkrecht zueinander durch die Ausrüstung fließen.

Ebenso gibt es Single-Pass- oder Multi-Pass-Austauscher, je nachdem, wie oft die Flüssigkeit die Länge des Austauschers durchläuft und mit der anderen Phase in Kontakt kommt.

Schließlich kann die Einteilung anhand ihrer Geometrie vorgenommen werden: Grob finden wir: Rohrbündelwärmetauscher und Plattenwärmetauscher. In der ersten besteht es (wie der Name schon sagt) aus einem Gehäuse oder Gehäuse und Köpfen, die das Rohrbündel im Inneren halten. Durch die Rohre zirkuliert eine bestimmte Flüssigkeit, die Wärme mit der Flüssigkeit austauscht, die durch das Gehäuse zirkuliert und es überflutet. Die Flüssigkeit kann einen einzelnen Schritt durchlaufen oder mehr als einen durchlaufen. In diesem Fall sind die Baukosten hoch; Sie können jedoch mit hohen Drücken betrieben werden und sind auf die erforderliche Kontaktfläche ausgelegt für die Wärmeübertragung, so dass seine Größe je nach Bedarf variieren kann Verfahren. Die Wartung ist einfach, obwohl die Reinigung der Röhren etwas schwierig sein kann, ist dies möglich chemisch oder mechanisch und es ist möglich, die Röhrchenhalterplatte zur Verstopfungsinspektion teilweise zu entfernen Sie.

Im Fall von Plattenwärmetauschern bestehen sie aus mehreren Platten, durch die jeweils die verschiedenen Austauschflüssigkeiten verteilt zirkulieren. Zwischen den Platten ist Luft. Wie erwartet ist die Fläche der Platten viel größer als die Fläche einer Röhre, wodurch die Austauschkapazität stark erhöht wird. Während Rohrbündel mit hohen Drücken arbeiten, sind Plattenwärmetauscher auf Drücke bis maximal 25 bar beschränkt. Sie werden im Allgemeinen in der Lebensmittelindustrie verwendet, wo extreme Hygienepflege erforderlich ist, da sie aufgrund ihrer Struktur leichter zu reinigen sind und Ablagerungen verhindern.