Isı değiştiriciler, bir yerden başka bir yere ısı aktarmak üzere tasarlanmış cihazlardır. İşlevleri, sıcak su veya buhar gibi sıvılardan ısıyı çıkarmak ve soğuk su veya hava gibi başka bir sıvıya yönlendirmektir. Isının bir akışkanından diğerine aktarıldığı süreç ise Isı Transferi olarak adlandırılır. Isı değiştiriciler fabrikalar, enerji santralleri veya hatta evlerimiz gibi birçok yerde kullanıldığından dolayı çok önemlidirler. Aksi takdirde, bu sistemlerde nasıl ısı yönetecektik?
Isı değiştiricilerin arkasındaki işlem mekanizmasını net bir şekilde anlamak için, ısı transferi nasıl çalıştığını anlatan birkaç bilgi verilmiştir. Isı, sıcak nesnelerden soğuk nesnelere aktaran bir enerji biçimidir. Örneğin, sıcak bir ocak dokunursanız, ısı ocaktan elinize aktarılır ve bu da elinizin ısındığını hissettirir. İşte burada sıcak yüzeylerden korunmanın iyi bir sebebi vardır. Isının hareket etmesi için üç mekanizma vardır - iletme (konduksiyon), konveksiyon ve radyasyon.
Konveksiyon, sıcaklığın hava ve su gibi akıcı maddeler tarafından taşınmasıyla meydana gelir. Bu, ısı değiştiriciler gibi çeşitli cihazlarda çok önemli bir ısı transferi mekanizmasıdır. Örneğin, sıcak su bir ısı değiştirici boyunca akar ve konveksiyon yoluyla soğuk su ile ısı değişimi yaparak buharlaşır.
Isı transferi süreçlerinden biri olan radyasyon, nesneler arasında doğrudan temas olmadan gerçekleşir. Örneğin, Dünya'nın nasıl basitçe güneşten ısındığını düşünebilirsiniz. Bu, güneşin sıcağı uzayda molekül olmayan bir vakumda bizi doğrudan dokunmadan gezegenimizi ısırak ulaşır.
Isı değiştiriciler, enerji tasarrufunda yardımcı olabilecekleri için muhteşemdir. Bir sıcak sıvıdan ısı çıkarır ve ardından bu ısıyı bir soğuk sıvıda akışa geçirirken, bunu hiçbir enerji kaybı olmadan yaparlar. İşlem fırınında - Bu çok açıktır ve yaygın olarak kullanılır ancak, ısı değiştiricisinin kullanımıyla yaklaşık %25 ila %35 enerji tasarrufu sağlayabiliriz; örneğin, birkaç adımda / seviyede suyu ısıtan bir fabrika, şimdi ilk aşama sıcak iken dördüncü aşama soğuk olabilir böylece bir ısıtıcı görevi önlenebilir. Bu şekilde, ısı enerjisi boşuna harcanmıyor, bu da aylık faturalarınızda önemli tasarruflara yol açıyor.
İki sıvı arasındaki sıcaklık farkı, ısı transferinde önemli bir rol oynar. Daha büyük bir sıcaklık farkıyla daha fazla ısı aktarılır. Bu nedenle, mühendislerin ısı değiştiricisini etkili bir şekilde çalışmasını sağlamak için uygun sıcaklık farkını göz önünde bulundurarak tasarlaması önemlidir.
Özellikle ilgi çekici bir tasarım, mikrokanal ısı değiştiricisidir. Bu ısı değiştiricilerine başka bir bakış açısıyla, birkaç milimetre genişliğinde küçük kanallara benzedikleri söylenebilir. Bu küçük kanallar, yüksek alan-çağılı oran sayesinde çok küçük bir hacimde iyi bir termal performans sağlayabilirler. Bu da onları bu tür ısı değişimleri için ideal adaylar yapar.