{"id":616,"date":"2009-03-20T00:10:01","date_gmt":"2009-03-19T22:10:01","guid":{"rendered":"https:\/\/www.tempco.it\/blog\/?p=616"},"modified":"2019-02-22T12:31:33","modified_gmt":"2019-02-22T11:31:33","slug":"dimensionamento-termico-di-uno-scambiatore","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.tempco.it\/blog\/616\/dimensionamento-termico-di-uno-scambiatore\/","title":{"rendered":"Dimensionamento termico di uno scambiatore"},"content":{"rendered":"

Trasferimento di calore<\/strong>
\nIl trasferimento di calore da un mezzo all\u2019altro \u00e8 regolato dalle seguenti semplici regole:<\/p>\n

    \n
  1. il calore passa dal mezzo pi\u00f9 caldo a quello pi\u00f9 freddo;<\/li>\n
  2. deve sussistere una situazione di squilibrio (in questo caso la differenza di temperatura);<\/li>\n
  3. il calore ceduto dal mezzo caldo dev\u2019essere tutto assorbito dal mezzo freddo, fatte salve le perdite dovute all\u2019ambiente circostante.<\/li>\n<\/ol>\n

    \"scambiatore<\/a><\/p>\n

    <\/p>\n

    Scambiatori
    \n<\/strong>Ci sono due tipi principali di scambiatori:
    \n–\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0scambiatori diretti, in cui i fluidi tra cui avviene il trasferimento di calore vengono messi a contatto e poi separate. Il procedimento presuppone che i due fluidi siano immiscibili; si pu\u00f2 prendere come esempio le     torri evaporative<\/a> in cui l\u2019acqua viene raffreddata dal diretto contatto con l\u2019aria;
    \n–\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0scambiatori indiretti, in cui i fluidi vengono tenuti separati da una parete, attraverso cui avviene lo scambio termico. Lo     scambiatore di calore a piastre<\/a> ad esempio \u00e8 di tipo indiretto in cui il calore viene trasmesso per conduzione (attraverso le piastre) e per convezione tra il fluido e le piastre.<\/p>\n

    Formula dello scambio termico
    \n<\/strong>In un fluido monofase, la quantit\u00e0 di calore trasferito \u00e8 indicata dalla seguente formula:<\/p>\n

    Q = (m1*cP*\u03b4t) = (m2*cP* \u03b4t)<\/p>\n

    Questa equazione indica le esigenze della specifica applicazione. La quantit\u00e0 di calore che lo scambiatore pu\u00f2 trasferire \u00e8 espressa dalla seguente relazione:<\/p>\n

    Q = k*A*LMTD<\/p>\n

    In cui:
    \nQ = quantit\u00e0 di calore
    \nA = superficie di scambio
    \nk = coefficiente globale di scambio termico
    \nLMTD = \u2206t medio logaritmico
    \nIn uno scambiatore dimensionato correttamente, le due equazioni dovrebbero dare lo stesso risultato.<\/p>\n

    Coefficiente globale di scambio termico
    \n<\/strong>Il processo di scambio termico da un fluido all\u2019altro si sviluppa in tre passaggi (si veda la figura seguente):<\/p>\n

      \n
    1. per prima cosa avviene il trasferimento di calore dalla massa del mezzo caldo alla piastra che separa i due fluidi;<\/li>\n
    2. quindi il calore viene trasferito attraverso la piastra, secondo la conducibilit\u00e0 termica del materiale della piastra stessa;<\/li>\n
    3. infine il calore viene trasferito dalla piastra alla massa del mezzo freddo.<\/li>\n<\/ol>\n

      Di conseguenza, la resistenza totale al trasferimento di calore in uno scambiatore \u00e8 data dalla somma di tre singole resistenze.<\/p>\n

      \"\"<\/a> \"\"<\/a><\/p>\n

      L\u2019equazione \u00e8 valida per un\u2019applicazione che non presenta fattori di sporcamento. In caso contrario, bisogna considerare una resistenza ulteriore (fouling factor<\/a>) o prevedere un margine di sovradimensionamento.
      \nPer quantificare il valore di k, bisogna determinare il coefficiente liminare di ogni fluido, conoscere lo spessore e la conducibilit\u00e0 termica delle piastre e se \u00e8 necessario inserire un margine di sovradimensionamento.
      \nIl coefficiente film esprime la resistenza al trasferimento di calore nei       fluidi laminari<\/a> vicino alla superficie di scambio. Per ottenere un coefficiente film il pi\u00f9 alto possibile bisogna mantenere lo strato di fluido il pi\u00f9 sottile possibile.<\/p>\n

      Per ottenere un elevato coefficiente film bisogna:<\/p>\n

      1. Mantenere il fluido a velocit\u00e0 elevata. Ci sono due tipi principali di flusso.<\/p>\n