Diapositiva 1SCAMBIATORI DI CALORE Apparecchi per trasmettere energia termica fra due fluidi
Classificazione in base al trasporto di energia
a contatto indiretto o a superficie
a contatto diretto o a miscela (trasporto di massa e di calore)
Classificazione in base alla
Scambiatori a superficie
- a fascio tubiero (fascio di tubi diritti con le estremità fissate a piastre tubiere disposti in un
mantello)
- a fascio tubiero a U (insieme di tubi piegati a U fissati a una piastra tubiera disposti in un
mantello con una estremità chiusa da una piastra saldata e l’altra provvista di un coperchio
flangiato amovibile)
- a piastre
- a spirale (lamine metalliche avvolte a spirale in modo da formare canali adiacenti)
- a batteria (pacco alettato)
scorrimento dei fluidi
Flusso termico tra fluido caldo e fluido freddo di uno
scambiatore equicorrente
controcorrente
TIPI DIVERSI DI SCAMBIATORI DI CALORE
Tubi alettati in modo da aumentare
la superficie di scambio
adiacenti)
SCAMBIATORI DI CALORE
SUPERFICIE RASCHIATA
Scambiatore di calore a piastre:
particolare di una piastra
Schema dello scambiatore di calore a fascio tubiero
e) Fascio tubiero a più passaggi : e1. un passaggio nel mantello e due passaggi nel
tubo; e2. due passaggi nel mantello e quattro passaggi nel
tubo
PROGETTO DI MASSIMA DI UNO SCAMBIATORE DI CALORE A PIASTRE
DATI DI PROGETTO: c = Calore specifico del prodotto ( es. Latte o Siero a 0 – 100 °C
c = 3,85 kJ/kg °C);
M = Massa prodotto (kg);
Tin = Temperatura del prodotto all’ingresso dello scambiatore (°C);
Tfin = Temperatura del prodotto all’uscita dello scambiatore (°C);
Tin = Temperatura del fluido di scambio all’ingresso dello scambiatore (°C);
Tfin = temperatura del fluido di scambio all’uscita dello scambiatore (°C).
CALCOLO DELLA SUPERFICIE DI SCAMBIO TERMICO:
)( ln
Q/t = m/t · c · ( Tfu - Tfi)
Per lo scambiatore in controcorrente la temperatura di uscita del fluido freddo può essere maggiore della temperatura di uscita del fluido caldo. Inoltre negli scambiatori a controcorrente la differenza di temperatura tra i fluidi (e di conseguenza il flusso termico) si mantiene pressochè costante lungo tutta la superficie, che conseguentemente viene sfruttata in maniera migliore che in quelli ad equicorrente. Nello scambiatore in equicorrente la superficie di scambio in prossimità dell’uscita (caratterizzata da un ΔT relativamente basso) dà un contributo molto minore alla potenza termica totale scambiata.
Distribuzione di temperatura per uno scambiatore di calore in equicorrente e in
controcorrente