Intercambiadores De Calor Ceramicos

SCAMBIATORI DI CALORI CERAMICI

GLI SCAMBIATORI DI CALORE
Con il termine scambiatori di calore indichiamo una apparecchiatura in cui si ha trasmissione di calore da un fluido ad un altro. In campo termotecnico queste apparecchiature sono della massima importanza: basti pensare ai comuni radiatori, ai termoconvettori impiegati per il riscaldamento ambientale, ai radiatori delle automobili,oppure agli evaporatori ed ai condensatori delle macchine frigorifere
La prima fondamentale distinzione è tra:
* Scambiatori a contatto diretto (o a miscela - ad es. torri evaporative)
* Scambiatori a contatto indiretto (o a superficie - ad esempio caldaia a tubi di fumo).
Questi ultimi sono apparecchiature che facilitano lo scambio termico tra due fluidi a temperatura differente(fluido caldo – fluido freddo) senza però esporli ad un diretto contatto, evitando quindi una miscelazione degli stessi. I campi di applicazione di questi apparecchi sono tanti sia nell'impiantistica civile che industriale:
* Refrigerazione o riscaldamento in ambienti domestici
* Processi chimici
* Nell'oleodinamica per il mantenimento della giusta viscosità dell'olio* Nelle macchine utensili per il controllo della temperatura dell'olio di lubrificazione e fluidi di taglio
* Nei motori, compressori e turbine per raffreddare l'olio di lubrificazione e l'acqua di raffreddamento del motore
* Nell'industria, dove sia necessario mantenere l'esatta temperatura di alcuni liquidi.
Anche in base alla configurazione del moto si possono poidistinguere:
* Scambiatori in equicorrente (a correnti parallele equiverse)

Figura 1. Profilo di temperatura lungo lo scambiatore in equicorrente
* Scambiatori in controcorrente (a correnti parallele con versi opposti)

Figura 2. Profilo di temperatura lungo lo scambiatore in controcorrente

* Scambiatori a flussi incrociati

Figura 3. Scambiatori a flussi incrociatiTipologie costruttive
A seconda delle modalità con cui avviene lo scambio vengono realizzate svariate soluzioni costruttive funzione delle caratteristiche dei fluidi, dello spazio disponibile per l'installazione, del costo dell'apparecchio etc. Tra i più usati vi sono scambiatori a doppio tubo, compatti, a piastre, a fascio tubiero, con batterie alettate, etc.
La configurazione piùsemplice è costituita dallo scambiatore di calore a tubi coassiali, ( detto anche a “ tubo e mantello”) ; esso è composto da due tubi concentrici di differente diametro : tra i fluidi, che scorrono uno nel tubo interno (a volte il tubo interno fa un paio di giri all’interno del mantello per incrementare la superficie di scambio termico e quindi la potenza termica trasmessa) e l’altro nello spazioanulare tra i due tubi, si ha scambio di calore attraverso la parete di separazione.

Figura 4. Schema simplificato di un Scambiatore di calore

Funzionamento di uno scambiatore a fascio tubiero
Lo scambiatore a fascio tubiero e' costituito da un corpo cilindrico , il mantello, entro cui circola uno dei due fluidi. Esso mantello contiene una serie di tubi entro cui circola il secondo fluido;lo scambio termico avviene attraverso le pareti dei tubi interni. Le estremità dei tubi sono collegate a delle piastre che permettono la separazione del fluido lato mantello (shell) da quello lato tubi. Tranne nel caso in cui il fluido che circola all'esterno dei tubi sia vapore condensante, il fascio tubiero e' dotato di diaframmi ortogonali (baffles) ai tubi, a forma di segmentocircolare, per aumentare la turbolenza del fluido esterno, ottenere coefficienti di scambio termico più elevati, vincolare e sostenere i tubi all’interno del mantello.

Figura 5. Schema di un scambiatore di calore a fascio tubiero

L'alimentazione e lo scarico del fluido circolante all'interno del fascio tubiero avviene tramite un distributore fissato al mantello a mezzo di bulloni. Con...