Corso avanzato Coordinatrice: Dott.ssa Dolores Spilotro

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Evoluzione dei software Unilab per dimensionare gli scambiatori elettrici
Il nostro obiettivo: Orientamento al cliente → Customer Satisfaction Il nostro risultato: Orientamento al miglioramento continuo → Ampliamento gamma prodotti e servizi EHE 1.5 EHE 2008

ElectricSuite Composta da: Batterie Alettate Elettriche
Batterie Tubo Liscio Elettriche Fascio Tubiero Elettrico Vaporizzatore Elettrico Riscaldatori Elettrici Indiretti

Novità di ElectricSuite
Miglioramento dell’interfaccia grafica Multi-progetto -possibilità di aprire progetti diversi -possibilità di consultare progetti salvati -i progetti salvati occupano poca memoria

Multi-lingua Disponibile nelle seguenti lingue: -italiano -inglese -possibilità di integrare nuove lingue mediante un tool dedicato Supporto UNICODE integrato (alfabeti non latini) Possibilità di cambiare la lingua nell’Anteprima di Stampa → utile per fronteggiare mercati diversi

Multi-unità di Misura -imperial -S.I. -custom -possibilità di modificare l’unità di misura in qualsiasi momento

Proprietà Termofisiche (*) Ampia libreria di -fluidi -refrigeranti -gas Inseriti nuovi fluidi Retrofit Possibilità di inserire Fluidi Personalizzati (*) Libreria NIST

Disegno piastra tubiera

Scambio Termico Lo Scambio Termico (o Calore) è definito come l’energia termica in transito (movimento) dovuta ad una differenza spaziale di temperatura. Trasferimento di Calore: conduzione (ogni qual volta la differenza di temperatura è presente in un mezzo, solido o liquido, fermo); convezione (naturale o forzata, coinvolge un fluido in movimento su una superficie quando questi si trovano a differenti temperature); irraggiamento (o radiazione termica, per effetto dell’emissione di onde elettromagnetiche da parte di una superficie a fissata temperatura).

Scambiatori di Calore Il processo di Scambio Termico fra due fluidi che si trovano a differenti temperature e sono separati da una superficie solida si verifica in innumerevoli applicazioni civili e industriali all’interno di un componente chiamato Scambiatore di Calore. Uno scambiatore di calore può essere visto come una “scatola nera” in cui un fluido caldo e un fluido freddo possono scambiare calore attraverso una superficie di scambio termico A.

Scambiatori di Calore Applicando il Primo Principio della Termodinamica: Quando, durante lo scambio termico, uno dei due fluidi cambia di fase, il flusso termico scambiato si dovrà calcolare considerando la differenza entalpica fra l’ingresso e l’uscita facendo riferimento al calore latente di cambiamento di fase. Dimensionare uno scambiatore di calore significa determinare l’area di scambio A necessaria a garantire il raggiungimento di determinate condizioni finali per i fluidi che interagiscono all’interno dello stesso.

Metodo della differenza media logaritmica
Scambiatori di Calore Metodo della differenza media logaritmica La relazione che lega l’area di scambio A ed un’appropriata differenza media di temperatura tra fluido caldo e freddo, al flusso termico globalmente scambiato q: con

Metodo della differenza media logaritmica
Scambiatori di Calore Metodo della differenza media logaritmica In casi particolari la configurazione non ha alcuna importanza dal punto di vista del calcolo della differenza media logaritmica di temperatura e la scelta della equi‐ o della controcorrenza è dettata da altre motivazioni: tecniche, tecnologiche e/o pratiche.

Analogia tra entità termiche ed elettriche
Scambiatori di Calore Analogia tra entità termiche ed elettriche Il flusso termico q è conseguenza di energia termica in transito in virtù di una differenza di temperatura Dalla legge di Ohm, la corrente elettrica i è conseguenza di energia elettrica in transito in virtù di una differenza di potenziale (ΔV). In entrambi i casi, l’entità del flusso è limitata da una o più resistenze R poste in serie o in parallelo.

Scambiatori di Calore Analogia tra entità termiche ed elettriche E quindi in generale:

Scambiatori di Calore Analogia tra entità termiche ed elettriche superfici lisce 1 altre superfici <1

Metodo dell’Efficienza-NTU
Scambiatori di Calore Metodo dell’Efficienza-NTU Definiamo la Capacità termica di flusso : Identifichiamo: e Quindi:

Scambiatori di Calore Metodo dell’Efficienza-NTU L’efficienza di uno scambiatore può essere definita: In generale:

Scambiatori di Calore Metodo dell’Efficienza-NTU Il numero di unità di trasporto NTU: Per ogni particolare configurazione di scambiatore di calore le grandezze: efficienza ε, numero di unità di trasporto NTU e il rapporto fra le capacità termiche di flusso risultano correlate.

Scambiatori di Calore Metodo dell’Efficienza-NTU Per uno scambiatore in cui avvenga un passaggio di fase:

Scambio Termico Monofase Bifase MONOFASE (liquido o gas)
Numero di Reynolds: = FORZE D’INERZIA FORZE VISCOSE -Regime laminare (le particelle del fluido percorrono traiettorie ordinate, in cui sono assenti processi di mescolamento); -Regime di transizione (passaggio tra un regime e l’altro che non è né brusco né istantaneo); -Regime turbolento (le particelle del fluido seguono traiettorie tridimensionali estremamente tortuose e complicate, sono presenti continui processi di mescolamento all’interno del fluido: il moto è caotico e altamente irregolare). Per uno scambiatore in cui avvenga un passaggio di fase:

Scambio Termico Monofase Bifase BIFASE (liquido-vapore)
Data la deformabilità dell’interfaccia di separazione tra le due fasi, quando una miscela bifase liquido-vapore scorre all’interno di un tubo, le configurazioni di moto che hanno origine sono complesse e varie. In particolare, per effetto dell’interazione fra la forza di gravità e lo sforzo tangenziale che la fase vapore esercita sulla fase liquida, si instaurano diversi regimi di deflusso. All’interno di un tubo orizzontale risulta determinante l’asimmetria che la forza di gravità determina, portando il liquido a stratificare nella parte inferiore del tubo e il vapore nella parte superiore. Variabili fondamentali che governano tali moti sono la velocità della fase vapore e il titolo della miscela bifase definito: Ad alte portate di vapore il moto è controllato dallo sforzo tangenziale e il deflusso è indipendente dall’orientazione del tubo, rendendo l’effetto della gravità trascurabile. Viceversa, a basse portate diventa predominante la forza di gravità. Il tipo di moto influenza notevolmente sia lo scambio termico sia la variazione di pressione. Lo studio del regime di deflusso è quindi importante per sapere quali correlazioni utilizzare. Per uno scambiatore in cui avvenga un passaggio di fase:

Batterie Alettate Elettriche Batterie Tubo Liscio Elettriche
Il coefficiente di scambio termico è definito: dipende dalla configurazione geometrica del deflusso, dalla velocità e dalle proprietà termofisiche del fluido. PROPRIETA’ TERMOFISICHE Ad esempio, se consideriamo ARIA ed ACQUA, i più grandi svantaggi della prima rispetto alla seconda sono legati alla sua bassa densità, al basso calore specifico a pressione costante che impongono grandi volumi di fluido per poter trasferire il calore. Un ulteriore svantaggio dell’aria rispetto all’acqua è legato alla sua bassa conduttività termica che ne limita la capacità di trasferire calore, fornendo bassi coefficienti di scambio termico. GEOMETRIA DEL DEFLUSSO Le resistenze possono essere allineate o sfalsate. Per caratterizzare il banco di resistenze si usano il diametro esterno de, il passo fra le resistenze Pt e il passo fra i ranghi Pr.

Un modo per minimizzarla è quello di incrementare l’area di scambio massimizzando il prodotto al denominatore. ALETTE La temperatura dell’aletta varia lungo la stessa, degradando via via che ci si allontana dalla base la sua capacità di trasferire calore. Si definisce = flusso termico scambiato dall’aletta flusso termico scambiato se tutta la superficie dell’aletta fosse alla T della base dell’aletta

spessore tipo conducibilità del materiale L’efficienza è tanto più alta quanto più elevata è la conduttività del materiale che la costituisce, tanto più è spessa e corta e quanto più basso è il coefficiente di scambio termico. Le alette, sfruttando il continuo rinnovamento dello strato limite, hanno consentito di aumentare il coefficiente di scambio in convezione rispetto alle alette piane di partenza contenendo tuttavia l’incremento delle perdite di carico. -ALETTA LISCIA: 1 -ALETTA CORRUGATA: 1.15 -ALETTA FINESTRATA: 1.35 -ALETTA LOUVERED: 1.45

Batterie Alettate Elettriche
Sono scambiatori di calore con pacco alettato con resistenze elettriche, trasversali al flusso del fluido di trattamento, sostenuto da un telaio. I parametri che consentono la descrizione di una batteria elettrica alettata sono: GEOMETRIA La geometria è un insieme di dati dimensionali che definiscono la sua costruzione: • Passo Ranghi (distanza tra due file di resistenze)  PR • Passo Resistenze (distanza delle resistenze all'interno della stessa riga)  PT • Diametro esterno della resistenza  DE • Disposizione della resistenza

GEOMETRIA • Tipo Aletta • Spessore Aletta • Altezza Alette (nel caso spiroidale) hA PASSO ALETTE Distanza tra due alette che compongono il pacco alettato.

MATERIALE RESISTENZE Le resistenze di uno scambiatore di calore sono composte da: • Filo (parte gialla) • Ossido (parte verde) • Materiale del tubo che contiene l'ossido e il filo (parte esterna).

MATERIALE ALETTE Materiale con cui le alette del pacco alettato sono costruite. NUMERO RANGHI Numero di colonne di resistenze che compongono la batteria.

ALTEZZA BATTERIA E NUMERO DI RESISTENZE PER RANGO -Se la batteria è fatta da un singolo rango, l'altezza è esattamente la moltiplicazione tra il numero di resistenze per rango e la spaziatura tra le resistenze. Per esempio, una batteria con 12 resistenze e passo resistenze di 60mm, l'altezza sarà 12x60mm = 720 mm. -Se la batteria, invece, è costituita da più ranghi è necessario considerare ½ distanza tra le resistenze oltre al numero di resistenze. Ad esempio per una batteria con 12 resistenze ed una geometria con un passo di 60 mm, ma con 3 ranghi, l'altezza sarà ( ) x 60mm = 750 mm. LUNGHEZZA ATTIVA E LUNGHEZZA NEUTRA In una batteria elettrica è necessario distinguere tra la parte della resistenza che partecipa allo scambio di calore, identificata come lunghezza attiva della resistenza  AL e quella che non interferisce, identificata come lunghezza neutra della resistenza  NL.

Batterie Tubo Liscio Elettriche
Sono scambiatori di calore senza pacco alettato quindi con solo resistenze elettriche, trasversali al flusso di fluido da trattare, supportato da un telaio. I parametri per descrivere una batteria liscia sono: GEOMETRIA La geometria è un insieme di dati dimensionali che definiscono la sua costruzione: Passo Ranghi (distanza tra due file di resistenze)  PR Passo Resistenze (distanza delle resistenze all'interno della stessa riga)  PT Diametro esterno della resistenza  DE Disposizione della resistenza

NUMERO RANGHI Numero di colonne di resistenze che compongono la batteria.

ALTEZZA BATTERIA E NUMERO DI RESISTENZE PER RANGO -Se la batteria è fatta da un singolo rango, l'altezza è esattamente la moltiplicazione tra il numero di resistenze per rango e la spaziatura tra le resistenze. Per esempio, una batteria con 12 resistenze e passo resistenze di 60mm, l'altezza sarà 12x60mm = 720 mm. -Se la batteria, invece, è costituita da più ranghi è necessario considerare ½ distanza tra le resistenze oltre al numero di resistenze. Ad esempio per una batteria con 12 resistenze ed una geometria con un passo di 60 mm, ma con 3 ranghi, l'altezza sarà ( ) x 60mm = 750 mm. LUNGHEZZA ATTIVA E LUNGHEZZA NEUTRA In una batteria elettrica è necessario distinguere tra la parte della resistenza che partecipa allo scambio di calore, identificata come lunghezza attiva della resistenza  AL e quella che non interferisce, identificata come lunghezza neutra della resistenza  NL.

Scambiatori di Calore a Fascio Tubiero
Sebbene non sia molto compatto, è tuttavia robusto e la sua forma lo rende adatto ad applicazioni in pressione. Le sue caratteristiche permettono di ottenere superfici di scambio variabili fra 0.1 m2 e m2 e può operare sia in condizioni di vuoto spinto sia oltre i 1000 bar con temperature che possono variare dalla criogenia fino ad arrivare a 1400 K. Gli scambiatori a fascio tubiero possono essere facilmente puliti e i componenti maggiormente esposti a rottura, quali tubi e guarnizioni, possono essere semplicemente sostituiti. Solamente una parte della portata passa attraverso il banco di tubi delimitato dal diaframma mentre una quota non trascurabile percorre altre vie che si generano tra l’accoppiamento dei tubi e diaframmi, fra diaframmi e mantello, fra fascio di tubi e mantello. Questa portata non contribuisce allo scambio termico e limita le prestazioni dello scambiatore; risulta quindi evidente come l’ottimizzazione di uno scambiatore a fascio tubiero passa attraverso uno studio accurato delle prestazioni del lato esterno che possono penalizzare, anche drasticamente, l’efficienza di tutto lo scambiatore.

Metodi di calcolo per scambio termico monofase METODO KERN (1950) Sia la correlazione per il calcolo del coefficiente di scambio, sia quella per le perdite di carico sono proposte per fasci tubieri con un taglio di diaframma al 25%. Il metodo non considera le portate di bypass e permette un calcolo semplice ma porta a risultati talvolta distanti dalla realtà; è consigliabile per una stima di massima dello scambiatore. METODO BELL-DELAWARE (1963) Analizza in modo più approfondito il deflusso attraverso il fascio di tubi di uno scambiatore a fascio tubiero. E’ stato proposto da Bell (1963) presso l’università del Delaware e trae origine dall’analisi suggerita da Tinker (1958).

Metodi di calcolo per scambio termico monofase Si possono individuare cinque differenti flussi.

Metodi di calcolo per scambio termico monofase Flusso A: è dovuto al gioco fra i tubi e i fori del diaframma. Flusso B: è il flusso che effettivamente contribuisce allo scambio termico e che può essere legato al deflusso ideale attraverso un banco di tubi. Flusso C: è la corrente di bypass che si genera nell’intercapedine fra il fascio di tubi e il diametro interno del mantello; questa dipende dalle caratteristiche geometriche e dal tipo di fascio ma anche dalla scelta delle testate fisse o mobili.

Metodi di calcolo per scambio termico monofase Flusso E: è la corrente che fluisce nel gioco fra il diaframma e il diametro interno del mantello. Flusso F: è la corrente di bypass dovuta alla mancanza di alcune file di tubi presente in alcune configurazioni di scambiatore a fascio tubiero a più passaggi.

Metodi di calcolo per scambio termico monofase L’analisi originaria di Tinker (1958) si può riassumere considerando che la perdita di carico della corrente effettiva B è la forza motrice che spinge parte del flusso attraverso le intercapedini e i giochi generando le correnti di bypass. Si possono considerare i contributi dei singoli flussi in relazione alla totale portata fluente lato fasciame. Tutti gli sforzi nella progettazione devono essere rivolti a limitare le correnti differenti da quella principale (B) che contribuisce attivamente allo scambio termico. Come evidenziato in tabella, non tutte le correnti hanno il medesimo effetto e dipendono dalle configurazioni geometriche scelte e dalle condizioni operative. Il metodo di Bell‐Delaware non quantifica l’entità delle singole correnti ma corregge i valori dei coefficienti di scambio e delle perdite di carico che si realizzerebbero se la portata fluisse attraverso un banco di tubi ideali considerando la diminuzione del flusso B per effetto delle correnti di bypass e di quelle attraverso i giochi meccanici tra i componenti.

Metodi di calcolo per scambio termico monofase L’equazione fondamentale per il calcolo del coefficiente di scambio lato fasciame è: dove è il coefficiente di scambio termico calcolato assumendo che tutta la portata fluisca attraverso il banco di tubi ideale formato dai tubi della riga centrale del fascio. FATTORE Questo coefficiente riguarda il taglio del diaframma e tiene in considerazione lo scambio termico in finestra permettendo il calcolo del coefficiente medio lungo lo scambiatore. Questo coefficiente è funzione della frazione del numero di tubi dello scambiatore che sono ortogonali al deflusso, posti cioè nello spazio fra l’estremità tagliate di due diaframmi adiacenti è: -unitario se non sono posti tubi in finestra; -maggiore di 1 (Jc=1.15) quando la finestra è molto piccola e permette elevate velocità; -inferiore all’unità (Jc=0.65) per tagli di diaframma molto elevati. Un tipico valore per uno scambiatore ben dimensionato è vicino all’unità, e si ottiene quando la sezione di attraversamento in finestra è vicina a quella di attraversamento del banco di tubi: questa configurazione si ottiene per tagli di diaframma compresi fra 25 e 30%. Variare il taglio del setto

Metodi di calcolo per scambio termico monofase FATTORE Questo coefficiente tiene in considerazione le correnti A ed E che sono, rispettivamente, la corrente di bypass legata allo spazio tra il mantello e il diaframma e il flusso dovuto al gioco fra tubi e fori nel diaframma. Questo coefficiente è funzione del rapporto fra la totale area di bypass per diaframma rispetto all’area di deflusso ortogonale ai tubi e del rapporto fra le due aree di perdita: diaframma‐mantello e tubi‐fori nel diaframma. Il contributo legato allo spazio lasciato libero fra mantello e diaframma è molto più alto rispetto al contributo dovuto al gioco fra i tubi e i fori nel diaframma. Tipici valori per questo coefficiente sono compresi fra 0.7 e 0.8, questo significa che il coefficiente di scambio termico ideale è penalizzato, per effetto di queste portate di bypass, fino al 30%. L’ottimizzazione dello scambiatore deve passare attraverso la drastica diminuzione dello spazio fra mantello e diaframma per limitare al minimo o al limite eliminare, questa corrente di bypass. -Incrementare la distanza fra i diaframmi; -incrementare il passo fra i tubi; -modificarne la configurazione da 30° a 90° o 45°; -cambiare il tipo di diaframma portandolo da singolo a doppio o triplo segmento.

Metodi di calcolo per scambio termico monofase FATTORE Questo coefficiente tiene in considerazione gli effetti del flusso di bypass che si realizza fra il fascio di tubi e il mantello che è dovuto al fatto che la resistenza nella zona di bypass è significativamente minore rispetto a quello all’interno del fascio di tubi. Per questo parte della portata è convogliata nella zona compresa fra il fascio di tubi e il mantello e contribuisce solo in parte allo scambio termico essendo in contatto solamente con una parte dei tubi. Nelle soluzioni con piastra tubiera fissa e tubi ad U, quest’area di bypass non è generalmente elevata; comunque l’utilizzo dei “sealing strips”permette di limitare la penalizzazione. Aggiungere una o più paia di “sealing trips” Questo coefficiente riguarda il deflusso laminare e gli effetti dello sviluppo di un gradiente di temperatura negativo nello strato limite. In regime turbolento il suo valore è unitario, altrimenti si ha una penalizzazione del coefficiente di scambio termico ideale tanto più elevata, quanto più grande è il numero di tubi attraversati nell’intero scambiatore e tanto più basso è il numero di Reynolds, fino ad un valore minimo di Jr=0.4.

Metodi di calcolo per scambio termico monofase FATTORE Questo coefficiente è presente solamente nel caso in cui le distanze fra i diaframmi in ingresso Lbi e uscita Lbo e quella dei diaframmi centrali Lbc siano differenti ed il suo valore deve essere circa unitario. Noti i cinque coefficienti correttivi è possibile stimare il coefficiente di scambio lato fasciame che, assieme al coefficiente di scambio calcolato lato interno tubi, permette di ottenere il coefficiente globale di scambio KC o KH. Mai inferiore a 0.5

Metodi di calcolo per scambio termico monofase La stima delle perdite di carico lato fasciame è data dalla somma di tre contributi distinti: -variazione di pressione associata al deflusso attraverso il banco di tubi tra i diaframmi (a); -perdita di carico in finestra (b) -variazione di pressione nei tratti di ingresso e uscita (c).

Metodi di calcolo per scambio termico monofase PERDITA DI CARICO NEL DEFLUSSO TRA I TUBI PERDITA DI CARICO IN FINESTRA producono solo senza far aumentare il PERDITA DI CARICO NEL DEFLUSSO DI INGRESSO ED USCITA PERDITA DI CARICO NEL BOCCHELLO DI INGRESSO ΔpBI PERDITA DI CARICO NEL BOCCHELLO DI USCITA ΔpBO Diversi se c’è cambiamento di fase CONDENSATORE (gas  liquido; grande  piccolo) EVAPORATORE (liquido  gas; piccolo  grande)

Fascio Tubiero Elettrico Vaporizzatore Elettrico
Fattori che possono migliorare le prestazioni di uno scambiatore: DISTANZA FRA I DIAFRAMMI Più sono vicini, più aumenta la velocità tra le resistenze, migliorando le prestazioni termiche a discapito delle perdite di carico. In genere la distanza è fissata fra 0.2 e 0.8 volte il diametro del fasciame. TAGLIO DEI SETTI Devono garantire che l’area di deflusso normale alle resistenze tra due diaframmi adiacenti sia uguale a quella di deflusso in finestra. Un taglio troppo piccolo o troppo grande rispetto alla distanza fra i diaframmi non permette un’ottimale distribuzione del campo di velocità del fluido fra le resistenze generando molte aree di ristagno. Le zone di ristagno, soggette a basse velocità, sono caratterizzate da una bassa efficienza di scambio termico e sono i luoghi dove si accumulano i detriti trasportati dal fluido.

TIPO DI SETTO Il tipo più comune è quello a segmento con un taglio che varia fra il 15% e il 30%; il diaframma a disco e ad anello permette di ridurre le perdite di carico del 60% ed è consigliato laddove le perdite di carico devono essere contenute. RAPPORTO Ltp/Dt Il rapporto fra il passo (Ltp) e il diametro esterno delle resistenze (Dt) viene mantenuto compreso nell’intervallo fra 1.25 e 1.5. È buona pratica non utilizzare dei rapporti inferiori a 1.25 per non incorrere a problemi di mandrinatura e/o di pulizia del fascio. Al diminuire del passo cresce il numero di resistenze alloggiabili in uno stesso mantello e, al contempo, crescono le perdite di carico.

DISPOSIZIONE DELLE RESISTENZE Le resistenze del fascio possono essere disposte in quattro diverse configurazioni che formano delle maglie quadrate (90° o 45°) o triangolari (30° o 60°).

Fascio Tubiero Elettrico
Sono scambiatori di calore composti da fascio di resistenze a sezione circolare montati in un mantello con l’asse delle resistenze parallelo a quello del mantello stesso. I parametri per descrivere un fascio tubiero elettrico sono: GEOMETRIA La geometria è un insieme di dati dimensionali che definiscono la sua costruzione: • Passo “ranghi” (distanza tra due file di resistenze) • Diametro del foro nel setto (diametro del foro in cui la resistenza passa attraverso il setto). DISPOSIZIONE DELLE RESISTENZE La disposizione mostra come le resistenze che vengono inserite nel mantello sono posizionate. Esistono vari tipi di disposizioni, i più utilizzati sono: • Sfalsato 30 °: le resistenze sono disposte con angoli di 30° • Sfalsato 45 °: le resistenze sono disposte con angoli di 45° • Allineato 90°: le resistenze sono allineate con angoli di 90°

TIPO DI SETTO I setti sono diaframmi collocati all'interno del mantello attraverso i quali passano le resistenze elettriche. Ci sono diversi tipi di partizioni secondo la loro forma: • setto a segmento • setto a griglia • setto a disco e ciambella

RAPPORTO SPAZIO RESISTENZE E DIAMETRO ESTERNO DELLE RESISTENZE Questo parametro esprime il rapporto tra il diametro esterno delle resistenze elettriche e la distanza tra i centri delle stesse. Per esempio con una resistenza di 10 mm di diametro e rapporto di 1.25, si ottiene un passo tra le resistenze di 10mm x 1.25 = 12.5 mm. DIAMETRO INTERNO DEL MANTELLO (quota SID) DIAMETRO DELLA CIRCONFERENZA PIU’ ESTERNA (quota DOMC)

DIAMETRO DEL SETTO Questo parametro indica il diametro del setto utilizzato. Di solito è un po’ inferiore a quello del diametro interno del mantello. TAGLIO DEL SETTO Questo parametro è mostrato in percentuale e viene utilizzato per identificare la porzione di taglio del setto rispetto al diametro del setto.

LUNGHEZZA ATTIVA E LUNGHEZZA NEUTRA In un fascio tubiero elettrico è necessario distinguere tra la parte della resistenza che partecipa allo scambio di calore, identificata come lunghezza attiva della resistenza  quota A e quella che non interferisce, identificata come lunghezza neutra della resistenza  quota G.

NUMERO DI RESISTENZE E SETTI Il numero delle resistenze indica il numero di resistenze coinvolte nello scambio termico, mentre il numero di setti indica quanti setti vengono inseriti nello scambiatore. DIAMETRO DI INGRESSO E USCITA DEI BOCCHELLI Questo parametro indica il diametro interno di ingresso e di uscita dei bocchelli dello scambiatore (quote ICD e OCD).

DISTANZA DEL PRIMO E DELL’ULTIMO SETTO Questi parametri indicano la distanza tra l'inizio dello scambiatore e il primo setto, e tra l'ultimo setto e l'estremità dello scambiatore (quote FBD e LBD).

Vaporizzatore Elettrico
I vaporizzatori sono scambiatori di calore realizzati in modo simile ad un fascio tubiero elettrico, ma il loro scopo è quello di portare il fluido dallo stato liquido a quello gassoso (vaporizzazione), cioè con cambiamento di fase. Inoltre possono avere una sezione di un surriscaldamento del vapore, in questo caso parleremo di vaporizzatore con sezione del surriscaldamento. VAPORIZZATORE SENZA SEZIONE DI SURRISCALDAMENTO I parametri che descrivono un vaporizzatore elettrico senza la sezione di surriscaldamento sono: DISPOSIZIONE DELLE RESISTENZE La disposizione indica come le resistenze sono inserite nel vaporizzatore. Ci sono diversi tipi di disposizione, i più usati sono: Sfalsato 30 °: le resistenze sono disposte con angoli di 30° •Sfalsato 45 °: le resistenze sono disposte con angoli di 45° •Allineato 90°: le resistenze sono allineate con angoli di 90°

Vaporizzatore senza sezione di surriscaldamento MATERIALE RESISTENZE Le resistenze di uno scambiatore di calore sono composte da: • Filo (parte gialla) • Ossido (parte verde) • Materiale del tubo che contiene l'ossido e il filo (parte esterna).

Vaporizzatore senza sezione di surriscaldamento RAPPORTO SPAZIO RESISTENZE E DIAMETRO ESTERNO DELLE RESISTENZE Questo parametro esprime il rapporto tra il diametro esterno delle resistenze elettriche e la distanza tra i centri delle stesse. Per esempio con una resistenza di 10 mm di diametro e rapporto di 1.25, si ottiene un passo tra le resistenze di 10mm x 1.25 = 12.5 mm. DIAMETRO INTERNO DEL MANTELLO (quota SID) DIAMETRO DELLA CIRCONFERENZA PIU’ ESTERNA (quota DOMC)

Vaporizzatore senza sezione di surriscaldamento LUNGHEZZA ATTIVA E LUNGHEZZA NEUTRA In un fascio tubiero elettrico è necessario distinguere tra la parte della resistenza che partecipa allo scambio di calore, identificata come lunghezza attiva della resistenza  quota A e quella che non interferisce, identificata come lunghezza neutra della resistenza  quota G.

Vaporizzatore senza sezione di surriscaldamento NUMERO DI RESISTENZE Il numero delle resistenze indica il numero di resistenze coinvolte nello scambio termico. DIAMETRO DI INGRESSO E USCITA DEI BOCCHELLI Questo parametro indica il diametro interno di ingresso e di uscita dei bocchelli dello scambiatore (quote ICD e OCD).

Vaporizzatore senza sezione di surriscaldamento LUNGHEZZA DEL MANTELLO Questo parametro indica la lunghezza del mantello dello scambiatore (quote SL).

Vaporizzatore Elettrico Vaporizzatore con sezione di surriscaldamento
I parametri per descrivere un vaporizzatore elettrico con una sezione di surriscaldamento sono gli stessi del vaporizzatore senza surriscaldamento, ma integrato della parte che descrive la sezione di surriscaldamento. Tale sezione è composta da un surriscaldamento di resistenze elettriche situate sopra la sezione di vaporizzazione. Nella maggior parte dei casi, essi sono posti nella stessa sezione del vaporizzatore. LUNGHEZZA ATTIVA E LUNGHEZZA NEUTRA DELLE RESISTENZE (sezione di surriscaldamento) Simile alla sezione di vaporizzazione, è necessario specificare la lunghezza della resistenza che partecipa allo scambio di calore, identificata come lunghezza attiva della resistenza (quota A) e quella che, invece, non è coinvolta, identificata come lunghezza neutra della resistenza (quota G) rispetto alla parte di surriscaldamento.

NUMERO DI RESISTENZE (sezione di surriscaldamento) Questo parametro indica quante resistenze sono coinvolte nello scambio termico nella sezione di surriscaldamento (resistenze in rosso).

NUMERO DI RESISTENZE NELLA PRIMA FILA (sezione di surriscaldamento) Questo parametro indica il numero di resistenze nella prima riga della sezione di surriscaldamento (resistenze in rosso).

NUMERO DI FILE (sezione di surriscaldamento) Questo parametro indica il numero di file di resistenze nella sezione di surriscaldamento. Per esempio, possiamo identificare due file.

Grazie per la cortese attenzione.
Dott.ssa Dolores Spilotro Chemical Engineer Customer Care UNILAB

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