Scambiatori e scambio termico migliorato

Scambio termico

la potenza P scambiata in uno scambiatore è proporzionale a tre fattori:

- la superficie di scambio S;

- il coefficiente globale di scambio U;

- la differenza di temperatura ΔT[2]:

P = S × U × ΔT

dove S dipende unicamente dalla geometria dello scambiatore, e T dall'applicazione e dal profilo termico.

Coefficiente di scambio termico

Il coefficiente globale di scambio U è invece caratteristico dei fluidi in gioco e delle caratteristiche idrauliche. Si può pensare di scomporre il coefficiente globale in coefficienti lato caldo (coefficiente convettivo), attraverso parete (coefficiente conduttivo) e lato freddo (coefficiente convettivo), (vedi figura 11); risulterà in ciascuno dei casi una differenza di temperatura, e un coefficiente di scambio, rispettivamente Uc, Up, Uf. Ciò premesso, si trova che :

Coefficiente di scmabio termico

Risulta che Uc e Uf sono influenzati positivamente da alta conducibilità termica del fluido e alta turbolenza del fluido (negativamente dai valori opposti), e Up dalla conducibilità termica del materiale costituente la parete. In particolare, si nota un forte aumento del coefficiente di scambio lato fluidi quando si passa da regime laminare a regime turbolento

Efficienza dello scambiatore

Heat Enhancement

Esempi di miglioramento

Perdita di efficienza

Tecniche attive

Tecniche attive