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Nuovo utilizzo di scambiatori già installati: un metodo applicativo per il calcolo prestazionale

Spesso accade di trovarsi di fronte ad uno scambiatore già installato, lo studio di un nuovo metodo di riutilizzo

Gli scambiatori di calore, classificati in molteplici tipologie e configurazioni, taglie e fluidi utilizzati, trovano collocazione nei contesti impiantistici più svariati e in molteplici applicazioni. Il funzionamento di uno scambiatore è descritto dalle relazioni che esprimono il primo principio della termodinamica e che descrivono il fenomeno dello scambio termico nei suoi differenti meccanismi. Quando si lavora con gli scambiatori di calore ci si può trovare ad affrontare due esigenze diverse che sono il calcolo di progetto o quello di verifica.

Il metodo proposto a partire da uno studio realizzato dall’ing. Alessandra Tornese e dal prof. ing. Giuseppe Starace di INGEGNERIA STARACE, permette di predire il comportamento di uno scambiatore di calore, a partire da dati riguardanti la sola geometria e le temperature di funzionamento dei due fluidi nelle condizioni di interesse. Il modello sottostante al metodo di calcolo restituisce le curve di prestazioni per il dato scambiatore nelle diverse condizioni di funzionamento, le informazioni riguardanti la potenza termica scambiabile ed offre una stima immediata su come e quanto le variabili di processo influenzino lo scambio termico. Inoltre, esso non necessita di conoscere le portate dei fluidi che attraversano lo scambiatore e ciò rappresenta un grosso vantaggio perché reperire tali informazioni risulta spesso difficoltoso nella realtà professionale poiché implica l’utilizzo di dispositivi di misura di elevato costo che per la loro installazione, necessitano di un forte intervento sull’impianto.

Il metodo di calcolo elaborato è in grado di descrivere e analizzare efficacemente il funzionamento di uno scambiatore di calore inserito all’interno di un impianto. Avendo a disposizione pochi e semplici dati di input come la tipologia e la geometria dello scambiatore, rilevabile dall’esterno insieme alle temperature dei fluidi in una sola condizione operativa, il metodo restituisce gli andamenti della potenza termica scambiata, del coefficiente globale di scambio termico e delle portate di fluidi, potendone poi descrivere le prestazioni nell’intero campo di funzionamento.

Le indicazioni disponibili con l’applicazione del metodo suggeriscono al progettista come gestire lo scambiatore, agevolando valutazioni e prevedendo i comportamenti del componente nell’impianto in condizioni diverse da quelle di progetto. Il modello è estremamente versatile perché utilizzabile con tutte le tipologie di scambiatori di calore. Esso si affianca agli altri disponibili fornendo, di fatto, uno strumento di valutazione flessibile, che ben si adatta alle più svariate esigenze di progettazione e verifica.