powierzchnia wymiany ciepła

Powierzchnia wymiany ciepła oznacza powierzchnię, przez którą energia cieplna jest przenoszona z jednego medium na drugie. Znajduje się między medium grzewczym lub chłodzącym a temperowanym produktem. Im większa jest ta powierzchnia, tym większa może być, przy tej samej różnicy temperatur, przenoszona moc cieplna.

W inżynierii procesowej powierzchnia wymiany ciepła powstaje na przykład poprzez ogrzewane lub chłodzone ścianki zbiorników, płaszcze podwójne, wężownice, płyty grzewcze lub wewnętrzne elementy wyposażenia. Istotna jest przy tym nie tylko wielkość geometryczna, lecz także faktycznie zwilżana i skutecznie opływana powierzchnia.

W przypadku materiałów sypkich i produktów pastowatych szczególną rolę odgrywa kontakt produktu. Dzięki ruchowi, mieszaniu i przepływowi cząstki produktu wielokrotnie wchodzą w kontakt z powierzchnią wymiany ciepła. Martwe przestrzenie lub strefy stagnacji natomiast wyraźnie zmniejszają efektywną powierzchnię wymiany ciepła.

Powierzchnia wymiany ciepła bezpośrednio wpływa na projektowanie wymiany ciepła. Strumień ciepła można w uproszczeniu opisać następującym równaniem:

Qdot = U * A * ΔT

• Qdot to strumień ciepła (W)
• U to współczynnik przenikania ciepła (W/(m²·K))
• A to powierzchnia wymiany ciepła (m²)
• ΔT = napędzająca różnica temperatur (K)

Wystarczająco duża i dobrze wykorzystana powierzchnia wymiany ciepła jest warunkiem krótkich czasów procesu, równomiernego prowadzenia temperatury i energooszczędnych instalacji.