superficie di scambio termico

La superficie di scambio termico indica la superficie attraverso la quale l’energia termica viene trasferita da un mezzo a un altro. Si trova tra un mezzo di riscaldamento o di raffreddamento e il prodotto da portare a temperatura. Quanto più grande è questa superficie, tanto maggiore può essere, a parità di differenza di temperatura, la potenza termica trasferita.

Nella tecnica di processo, la superficie di scambio termico è realizzata, ad esempio, tramite pareti di serbatoi riscaldate o raffreddate, doppie camicie, serpentine, piastre riscaldanti o elementi interni. Determinante non è solo la dimensione geometrica, ma anche la superficie effettivamente bagnata e efficacemente investita dal flusso.

Per i solidi sfusi e i prodotti pastosi, il contatto del prodotto svolge un ruolo particolare. Grazie al movimento, alla miscelazione e allo scorrimento, porzioni di prodotto entrano ripetutamente in contatto con la superficie di scambio termico. I volumi morti o le zone stagnanti riducono invece in modo significativo la superficie di scambio termico effettiva.

La superficie di scambio termico entra direttamente nel dimensionamento dello scambio termico. Il flusso di calore può essere descritto in forma semplificata dalla seguente equazione:

Qdot = U * A * ΔT

• Qdot è il tasso di trasferimento di calore (W)
• U è il coefficiente globale di scambio termico (W/(m²·K))
• A è la superficie di scambio termico (m²)
• ΔT = differenza di temperatura motrice (K)

Una superficie di scambio termico sufficientemente ampia e ben utilizzata è il presupposto per tempi di processo brevi, un controllo della temperatura uniforme e impianti energeticamente efficienti.