Definisi Heat Exchanger

Candela Rocío Barbisan
Insinyur kimia

Wadah di bawah tekanan di mana terjadi pertukaran energi antara dua fluida, yaitu perpindahan panas dari zona bersuhu tinggi ke zona bersuhu rendah. Prosesnya bisa langsung, jika kedua media saling bersentuhan, atau tidak langsung jika ada cairan lain yang berdiri di antara keduanya.

Dasar-dasar perpindahan panas

Agar perpindahan panas dari satu media ke media lain menjadi efektif, harus ada gaya penggerak, dalam hal ini kita sebut perbedaan suhu antara dua fluida sebagai gaya penggerak. Dalam pengertian ini, energi ditransfer dari area yang lebih panas ke area yang lebih dingin.

Meskipun semua panas yang diberikan oleh fase terpanas diharapkan diserap atau diperoleh oleh fase terdingin, keseimbangannya tidak langsung, ada kehilangan panas.

Fenomena perpindahan panas didasarkan pada Prinsip Nol Termodinamika, yang menjelaskan cara cairan bersentuhan mereka mencapai kesetimbangan termalnya, menyamakan suhunya jika waktu dan bidang kontak cukup memadai untuk mencapai titik keseimbangan.

Tipologi

Ketika kita berbicara tentang tipologi, kita mengacu pada pembagian terbesar yang ada berdasarkan jenis kontak antar fase. Seperti yang telah kami katakan, jika kontak antara media itu langsung, artinya tidak ada aliran lain perpindahan panas antar fluida yang diinginkan untuk bertukar energi, kemudian direspon sedemikian rupa lurus. Menara pendingin adalah kasus tipikal dari jenis pertukaran ini, karena, misalnya, air pendingin atau air menara masuk melalui bagian atas dan, oleh bagian bawah, melawan arus, arus udara diinduksi sehingga terjadi perpindahan panas dan massa mengharapkan.

Di sisi lain, ketika kita mengacu pada penukar tidak langsung, kita berbicara tentang peralatan yang dimiliki permukaan perpindahan panas menengah, seperti padat atau bahkan yang lain fasih. Dalam hal ini, proses terjadi dengan konveksi atau konduksi. Di sebagian besar penukar, mekanisme perpindahan massa adalah dengan: konveksi, ketika fluida panas memindahkan panasnya ke dinding internal tabung dan kemudian ini mentransmisikannya dari dinding luar ke cairan lain yang bersentuhan dan, di sisi lain, konduksi internal di dinding tabung.

Mereka juga dapat diklasifikasikan berdasarkan jenis aliran: aliran paralel, jika arus berjalan dalam arah yang sama, arus berlawanan, jika mereka bertukar panas saat bergerak dalam arah yang berlawanan atau, aliran silang saat cairan mengalir melalui peralatan yang tegak lurus satu sama lain.

Demikian pula, ada penukar satu lintasan atau multi lintasan, tergantung pada berapa kali fluida bergerak sepanjang penukar dan bersentuhan dengan fase lainnya.

Akhirnya, klasifikasi dapat diberikan berdasarkan geometrinya: kira-kira kita menemukan: penukar panas tabung dan cangkang dan penukar panas pelat. Yang pertama, itu terdiri (seperti namanya) dari selubung atau selubung dan kepala yang menahan bundel tabung di dalamnya. Cairan tertentu bersirkulasi melalui tabung yang bertukar panas dengan cairan yang bersirkulasi melalui selubung, membanjirinya. Cairan dapat melalui satu langkah atau dapat melalui lebih dari satu langkah. Dalam hal ini, biaya konstruksinya tinggi; namun, mereka dapat beroperasi pada tekanan tinggi dan dirancang berdasarkan area kontak yang diperlukan untuk perpindahan panas, sehingga ukurannya dapat bervariasi sesuai dengan kebutuhan proses. Perawatannya sederhana, meski tabung mungkin agak sulit dibersihkan, hal ini bisa dilakukan secara kimiawi atau mekanis dan pelat penahan tabung dapat dilepas untuk pemeriksaan sumbatan sebagian mereka.

Dalam kasus penukar panas pelat, mereka terdiri dari beberapa pelat yang, diselingi, bersirkulasi melalui masing-masing penukar panas yang berbeda. Di antara pelat ada udara. Seperti yang diharapkan, luas pelat jauh lebih besar daripada luas tabung, sehingga kapasitas pertukarannya sangat meningkat. Sementara bundel tabung bekerja pada tekanan tinggi, penukar panas pelat terbatas pada tekanan tidak lebih dari 25 bar. Mereka umumnya digunakan dalam industri makanan, di mana perawatan kebersihan yang ekstrim diperlukan, karena strukturnya lebih mudah dibersihkan dan mencegah pengendapan.