1.6 Co-versus counter-current flow

I flussi all’interno di uno scambiatore di calore possono essere disposti in vari modi per soddisfare diversi scopi. Le possibilità sono il flusso controcorrente, il flusso di co-corrente e il flusso incrociato, i primi due dei quali sono mostrati nella Figura 1.8. Esistono diverse forme di cosiddetti scambiatori di calore a flusso incrociato in cui i flussi sono più o meno reciprocamente perpendicolari.

In BPHEs, il flusso controcorrente è di gran lunga la disposizione più comune. In questo caso, è possibile che il liquido di raffreddamento lasci ad una temperatura superiore alla temperatura di uscita del liquido di riscaldamento. Uno dei grandi vantaggi del flusso controcorrente è la possibilità di estrarre una percentuale maggiore del contenuto di calore del fluido riscaldante. È importante notare che il valore LMTD per il flusso controcorrente è molto più grande di quello per il flusso cocorrente alla stessa temperatura terminale (vedere Figura 1.9).

Il motivo per l’utilizzo del flusso controcorrente diventa ovvio facendo riferimento all’equazione 6. Un alto LMTD implica che è necessaria una zona di trasferimento di calore più piccola, io.e. il BPHE può essere fabbricato con meno piatti. Tuttavia, il flusso di co-corrente si verifica anche in BPHES quando l’applicazione lo richiede, ad esempio negli evaporatori allagati. Una conseguenza di una disposizione di co-corrente è che la temperatura di uscita del mezzo di raffreddamento non può mai superare la temperatura di uscita del mezzo di riscaldamento. Vale anche la pena notare che in una disposizione cocurrent c’è un grande gradiente di temperatura all’inizio dello scambiatore di calore, che fa bollire iniziare prima.

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