"Scambiatori di calore"
Gli scambiatori di calore sono particolari apparati in cui avviene un scambio di calore (energia termica) tra due fluidi che hanno temperature diverse. Dal punto di vista termodinamico essi costituiscono un sistema aperto ossia un sistema che interagisce con l'ambiente esterno e lo scambio termico avviene normalmente senza scambio di lavoro. Gli scambiatori di calore hanno origini alquanto antiche venivano già usati in periodo repubblicano in Roma antica nei "calidarium" delle terme dove il calore prodotto da una fornace veniva ceduto ad una lastra di pietra e successivamente all'acqua che circolava sul lato opposto di questa. Un parametro che caratterizza gli scambiatori di calore è la potenza scambiata che è pari al prodotto tra la "Superficie di scambio", il "Coefficiente di scambio" e la differenza di temperatura. Dove la superficie di scambio è un parametro che dipende dalla geometria dello scambiatore. Il coefficiente di scambio dipende dalle caratteristiche dei fluidi in ballo e dai loro parametri idraulici. La differenza di temperatura è ovviamente il salto termico esistente tra i due fluidi tra cui si realizza lo scambio di calore. Gli scambiatori di calore possono essere classificati in maniera diversa a seconda del parametro che viene considerato. Una prima classificazione può effettuarsi in base a come i due fluidi vengono in contatto. Si ha allora: -A miscela se i due fluidi vengono in contatto diretto per cui si scambiano calore e materia. -A irraggiamento diretto se il calore viene fornito direttamente dall'energia radiante dei raggi del sole (esempio i pannelli solari). -A superficie se sono costituiti da una superficie che separa i due fluidi e lo scambio termico avviene attraverso la superficie stessa. Sono il tipo più diffuso ed il trasferimento di calore (secondo il primo principio della termodinamica) avviene spontaneamente (senza cessione di lavoro)tra il fluido a temperatura più alta a quello a temperatura più bassa. Un secondo metodo di classificazione è in base alla realizzazione costruttiva per cui possiamo avere: -Scambiatore a doppio tubo in cui abbiamo due tubi coassiali attraverso i quali scorrono i fluidi per lo scambio termico. -Scambiatore a fasci di tubi in cui uno dei fluidi circola all'esterno e l'altro all'interno dei tubi. -Scambiatori a piastre in cui i fluidi circolano tra i due lati di una piastra metallica che conduce i calore. -Scambiatori a serpentina immersa. -Scambiatori a forno in cui il fluido da riscaldare passa in un tubo che viene riscaldato per irraggiamento. Un terzo tipo di classificazione degli scambiatori può essere fatta in base al profilo termico dei due fluidi ed abbiamo: -Scambiatori in equi corrente se i due fluidi viaggiano nello stesso verso. -Scambiatori in controcorrente in cui i due fluidi viaggiano in direzione inversa. -Scambiatori di calore a flussi incrociati in cui un fluido segue un percorso in linea retta e l'altro invece un percorso contorto. L'utilizzo degli scambiatori di calore è vastissimo e spazia dalla vita di ogni giorno a quella dei grandi processi industriali. Approfondimenti su: Scambiatori di calore in energia Riscaldamento.
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