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Cap. 11. Scambiatori di calore
Un tipo di scambiatore molto diffuso nelle applicazioni industriali è quello a tubi e mantello
(vedi esempio mostrato in figura 2) costituito da un fascio di tubi opportunamente racchiusi
all’interno di un involucro (mantello). I tubi sono mantenuti in posizione all’interno del
mantello mediante dei diaframmi che svolgono anche la funzione di miglioramento dello
scambio termico convettivo. Un fluido (generalmente liquido) viene fatto scorrere all’interno
dei tubi che possono essere sagomati a più passaggi (il fluido percorre in direzioni opposte il
lato interno dei tubi prima di uscire), mentre l’altro fluido (generalmente liquido) viene fatto
passare all’esterno dei tubi ed all’interno del mantello.
Figura 2: Scambiatore di calore a tubi e mantello
con 1 passaggio nel mantello, fornito di diaframmi, e 2 passaggi nei tubi.
Allorché uno od entrambi i fluidi sono in fase gassosa si utilizzano scambiatori a correnti
incrociate (vedi figura 3), nei quali si cerca di ridurre l’effetto di degradazione dello scambio
termico, dovuto alla relativamente bassa conducibilità termica dei gas, aumentando la
superficie di scambio termico (mediante alettature) su una od entrambi le superfici di scambio
(scambiatori compatti). I flussi incrociati possono essere: entrambi puri (figura 3.a), quando
i due fluidi sono forzati a percorrere cammini tra loro perpendicolari; entrambi mescolati,
quando entrambi i fluidi sono liberi di muoversi anche in direzione parallela l’uno all’altro;
uno mescolato e l’altro puro (figura 3.b).
(a) Entrambi i flussi puri.
(b) Un flusso misto ed uno puro.
Figura 3: Scambiatore di calore a correnti incrociate.
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