{"id":148,"date":"2007-12-07T13:23:48","date_gmt":"2007-12-07T11:23:48","guid":{"rendered":"https:\/\/www.tempco.it\/blog\/148\/calcolo-di-uno-scambiatore-di-calore\/"},"modified":"2019-02-01T12:53:46","modified_gmt":"2019-02-01T11:53:46","slug":"calcolo-di-uno-scambiatore-di-calore","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.tempco.it\/blog\/148\/calcolo-di-uno-scambiatore-di-calore\/","title":{"rendered":"Calcolo di uno scambiatore di calore"},"content":{"rendered":"<p><a title=\"recupero_2.jpg\" href=\"https:\/\/www.tempco.it\/blog\/wp-content\/uploads\/2007\/10\/recupero_2.jpg\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.tempco.it\/blog\/wp-content\/uploads\/2007\/10\/recupero_2.thumbnail.jpg\" alt=\"recupero_2.jpg\" \/><\/a><\/p>\n<p>Il <strong>calcolo di uno <a href=\"https:\/\/www.tempco.it\/soluzioni\/scambiatori-di-calore\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">scambiatore di calore<\/a><\/strong> \u00e8 un esercizio piuttosto semplice tutto sommato, in pratica si tratta di applicare una formula matematica con una serie di dati e di coefficienti, che la bibliografia ci rende abbastanza facilmente.<\/p>\n<p>Ovviamente questo se ci limitiamo al calcolo della superficie di scambio necessaria per un certo tipo di lavoro termico.<\/p>\n<p>Per l&#8217;effettivo dimensionamento di uno scambiatore di calore intervengono poi una serie di fattori<\/p>\n<ul>\n<li><strong>tipologia costruttiva<\/strong><\/li>\n<li><strong>condizioni limite di progetto<\/strong><\/li>\n<li><strong>flussi termici interni<\/strong><\/li>\n<li><strong>turbolenze<\/strong><\/li>\n<li><strong>ecc&#8230;<\/strong><\/li>\n<\/ul>\n<p>Questi fattori determinano il dimensionamento vero e proprio dello scambiatore, diventando cos\u00ec la vera e propria essenza della progettazione.<\/p>\n<p>Non voglio in questa sede dilungarmi in un trattato complesso, ma volevo riassumere alcuni concetti fondamentali relativi al calore, alla sua trasmissione e al dimensionamento basilare di uno scambiatore di calore.<\/p>\n<p>Di seguito alcuni estratti del documento che potete tranquillamente scaricare.<!--more--><\/p>\n<p><a title=\"dscf0745.JPG\" href=\"https:\/\/www.tempco.it\/blog\/wp-content\/uploads\/2007\/09\/dscf0745.JPG\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.tempco.it\/blog\/wp-content\/uploads\/2007\/09\/dscf0745.thumbnail.JPG\" alt=\"dscf0745.JPG\" \/><\/a><\/p>\n<p><strong>LA TRASMISSIONE DEL CALORE<\/strong><\/p>\n<p><strong>GENERALIT\u00c0<\/strong><\/p>\n<p>Allorch\u00e9 si abbiano due corpi a differenti temperature, la temperatura del corpo pi\u00f9 caldo diminuisce, mentre la temperatura di quello pi\u00f9 freddo aumenta. La progressiva riduzione della differenza di temperatura deve essere ricondotta a uno scambio di energia, scambio che persiste finch\u00e9 esiste la differenza di tem-peratura, ovvero quando si raggiunge l\u2019equilibrio termico. Quando il trasferi-mento di energia avviene solo a causa di una differenza di temperatura e non viene fatto nessun lavoro dalla oppure sulla sostanza, esso \u00e8 trattato da una scienza che prende il nome di trasmissione del calore. La trasmissione del calo-re \u00e8 in sostanza energia che viene trasmessa in conseguenza di una differenza(gradiente) di temperatura \u2206T. Questo trasferimento di energia viene espresso come quantit\u00e0 di calore q tra-smessa nell\u2019unit\u00e0 di tempo t; \u00e8 un flusso di calore e prende il nome di flusso ter-mico Q = q\/t e si misura in W, dal momento che 1 J\/s equivale ad 1 W; Q \u00e8 per-ci\u00f2 una potenza termica. Il trasferimento di energia si realizza in tre modi:<br \/>\n\u2022 conduzione: quando il trasferimento di calore, prodotto dal gradiente di temperatura, avviene in un corpo solido oppure in un fluido in quiete;<br \/>\n\u2022 convezione: si tratta invece del trasferimento di calore che avviene tra una superficie ed un fluido in movimento dotati di temperature diverse;<br \/>\n\u2022 irraggiamento: tutte le superfici che si trovano ad una data temperatura emettono energia sotto forma di onde elettromagnetiche. Perci\u00f2, in assenza di un mezzo situato tra di esse, il calore tra le due superfici, a diversa temperatura viene trasferito per solo irraggiamento.<br \/>\nQuasi sempre queste forme di trasmissione coesistono.<\/p>\n<p><strong><br \/>\nQUANTIT\u00c0 DI CALORE<\/strong><\/p>\n<p>La quantit\u00e0 di calore, contenuto in un gas liquido, o in un corpo, in genere \u00e8:<\/p>\n<p>q = cp\u2022 m \u2022\u2206T<\/p>\n<p>dove si indica con:<\/p>\n<p>\u2022 q= la quantit\u00e0 di calore, in J<br \/>\n\u2022 cp= la capacit\u00e0 termica massica a pressione costante,in J\/(kg \u2022K)<br \/>\n\u2022 m= la massa del corpo, in kg\u2206T= la differenza di temperatura, in K<\/p>\n<p>&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;.<\/p>\n<p><strong>PROGETTO DELLO SCAMBIATORE<\/strong><\/p>\n<p>Per progettare uno scambiatore bisogna correlare la quantit\u00e0 di calore trasmesso nell\u2019unit\u00e0 di tempo Q con le temperature di ingresso e di uscita dei due fluidi l\u2019area A della superficie totale richiesta per quel dato scambio termico.<\/p>\n<p>Tramite l\u2019equazione di bilancio energetico di sistemi aperti al fluido caldo (pedice c) e al fluido freddo (pedice f), caratterizzati dalla portata in massa m c ed mf si possono ottenere due di queste espressioni.<br \/>\nL\u2019equazione del bilancio energetico, scritta in termini di flusso termico e tramite le entalpie in uscita ( pedice 2) e in ingresso ( pedice 1) dei due fluidi \u00e8:<br \/>\nQ = m ( h2 \u2013 h1)<br \/>\nRicordando che, per un gas perfetto l\u2019entalpia espressa in funzione della temperatura \u00e8:<br \/>\nh = c p \u2022 T<\/p>\n<p>abbiamo una prima equazione relativa al fluido freddo, ovvero il flusso Q che entra nel fluido freddo, facendone aumentare la temperatura, \u00e8:<br \/>\nQ = mf \u2022 c pf \u2022 ( t f2 &#8211; t f1) (1)<br \/>\nessendo c pf la capacit\u00e0 termica massica del fluido freddo.<br \/>\nMa la sottrazione del flusso termico Q, fa diminuire la temperatura del fluido caldo dal valore di ingresso t c1 al valore di uscita tc 2 e quindi l\u2019equazione per il flusso caldo \u00e8:<br \/>\nQ = mc \u2022 c pc\u2022 ( t c1 \u2013 t c 2)<br \/>\nessendo c pc la capacit\u00e0 termica massica del fluido caldo.<br \/>\nNoto il gradiente termico, oppure calcolato in base alle equazioni di bilancio sopra citate, si procede al dimensionamento dell\u2019area A della superficie di scambio, con un\u2019equazione che lega il calore trasmesso nell\u2019unit\u00e0 di tempo Q tra i due<br \/>\nfluidi con l\u2019area A e la differenza media di temperatura \u0394Tm dei due fluidi.<\/p>\n<p>Q =U \u00b7A \u00b7\u0394Tm<br \/>\nIl legame tra il flusso termico Q ed il prodotto dell\u2019area A per la differenza media di temperatura \u00e8 espresso dal coefficiente globale di scambio U, che viene determinato empiricamente.<\/p>\n<p><a title=\"Calcolo di uno scambiatore di calore\" href=\"https:\/\/www.tempco.it\/blog\/wp-content\/uploads\/2007\/12\/calcolo-scambiatori_tc.pdf\">Calcolo di uno scambiatore di calore<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Il calcolo di uno scambiatore di calore \u00e8 un esercizio piuttosto semplice tutto sommato, in pratica si tratta di applicare [&hellip;]<\/p>\n","protected":false},"author":3,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[3,8,9],"tags":[],"yoast_head":"<!-- This site is optimized with the Yoast SEO plugin v20.5 - 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