Zadbaj, aby twój dom był ciepły

Wymiennik ciepła - Podział ze względu na sposób przepływu ciepła

Ze względu na sposób przepływu ciepła wymienniki można podzielić na dwie główne grupy ? wymienniki kontaktowe (w których dochodzi do kontaktu płynów) oraz bezkontaktowe (w których płyny nie mają ze sobą kontaktu).

Wymienniki bezkontaktowe można podzielić na rekuperatory (wymienniki przeponowe, z bezpośrednią wymianą ciepła), regeneratory (z pośrednią wymianą ciepła) oraz złoża fluidyzacyjne.

W rekuperatorach płyny oddzielone są ścianką (przeponą), w poprzek której zachodzi wymiana ciepła. Jeżeli w wymienniku takim nie zachodzi dodatkowa generacja ciepła są to rekuperatory proste. Istnieją również rekuperatory, w których po jednej ze stron dodatkowo wytwarzane jest ciepło (np. na drodze reakcji spalania lub reakcji jądrowej). Wymienniki takie nazywają się rekuperatorami z wytwarzaniem ciepła. Przykładem takich wymienników są np. reformery lub kotły płomienicowe. Rekuperatory proste są najczęściej spotykaną odmianą wymienników w przemyśle. Należą do nich np. wymienniki płaszczowo-rurowe lub wymienniki płytowe.

W regeneratorach płyny naprzemiennie przepływają tą samą drogą. Wymiana ciepła jest możliwa dzięki magazynowaniu ciepła w złożu porowatym, przez które przepływają płyny. Proces taki nie jest ciągły, ale składa się z fazy ciepłej (w której ciepło jest oddawane przez płyn ciepły) oraz fazy zimnej (w której ciepło jest oddawane do płyny zimnego). Ze względu na nieciągłość procesu oraz ograniczenia konstrukcyjne wymienniki te są rzadziej spotykane w przemyśle.

W złożach fluidyzacyjnych zachodzą procesy, które są kombinacją procesów zachodzących w rekuperatorach i regeneratorach23. Złoże takie składa się ze zbiornika wypełnionego cząsteczkami ciała stałego. Na dnie zbiornika znajduje się wlot gazu, który przepływa przez zbiornik i opuszcza go na górze. Po osiągnięciu odpowiedniej prędkości przepływu gaz zaczyna unosić cząsteczki ciała stałego do góry. Cząsteczki unoszą się w zbiorniku zachowując się jak ciecz. Zbiorniki mogą być dodatkowo wyposażone w wężownicę lub płaszcz chłodzący. Ruch ciepła w takich aparatach odbywa się od cząsteczek ciała stałego (jak w regeneratorach) do gazu, a następnie poprzez ściankę płaszcza lub wężownicy (jak w rekuperatorach). Złoża fluidyzacyjne stosuje się np. w procesie zgazowania węgla, wytwarzania węgla aktywnego, suszenia, prażenia rud, krakowania i syntezy benzyny23.

.

Źródło: https://pl.wikipedia.org/wiki/Wymiennik_ciep%C5%82a

Proces konwekcji

Konwekcja jest jednym z kilku mechanizmów transportu energii cieplnej (wymiany ciepła), np. przenoszenie za pomocą dyfuzji molekularnej, dyfuzji turbulencyjnej, adwekcja (przenoszenie, konwekcja) ciepła. Konwekcja jest wydajnym sposobem przekazywania ciepła, ale jednocześnie silnie zależnym od substancji i warunków w jakich zachodzi. Konwekcja w atmosferze i wodzie ma duże znaczenie w kształtowaniu klimatu i pogody na Ziemi.

Wyróżnia się:

Konwekcję swobodną ? ruch płynu jest wywołany różnicami gęstości (ciśnienia) wywołanymi różnicą temperatur.
Konwekcję wymuszoną ? występuje ruch płynu niewynikający z konwekcji, wywoływany przez czynniki zewnętrzne urządzenia wentylacyjne, wiatr itp.
W układach fizycznych często występuje konwekcja mieszana, będącą złożeniem obu typów konwekcji. Ilość przekazanego ciepła przez konwekcję zależy od szybkości ruchu płynu, dlatego w celu zwiększenia przekazywania ciepła w komputerach, chłodnicach samochodowych itp. stosuje się wentylatory zwiększające prędkość przepływu powietrza.

Źródło: https://pl.wikipedia.org/wiki/Konwekcja

Promieniowanie cieplne

Promieniowanie cieplne, promieniowanie termiczne, promieniowanie temperaturowe ? promieniowanie elektromagnetyczne emitowane przez cząstki naładowane elektrycznie w wyniku ich ruchu termicznego w materii. Promieniowanie cieplne emitowane jest przez każdą materię o temperaturze wyższej od zera bezwzględnego.

Według mechaniki klasycznej atomy lub cząsteczki ciała o temperaturze powyżej zera bezwzględnego mają energię kinetyczną, która zmieniana jest w wyniku wzajemnych oddziaływań atomów i cząsteczek, a zmiany energii wynikają z przyspieszenia lub dipolowej oscylacji ładunków. Ta zmiana ruchu ładunków wytwarza promieniowanie elektromagnetyczne. W wyniku wzajemnych oddziaływań cząsteczek i atomów ustala się zależny od temperatury rozkład ich prędkości, z którego wynika rozkład emitowanego promieniowania.

Promieniowanie cieplne danego ciała w określonej temperaturze, jak zauważył Pierre Prévost, jeden z pierwszych badaczy promieniowania cieplnego, nie zależy od obecności innych ciał. W przypadku ciał stałych zależy natomiast głównie od ich powierzchni, np. inna będzie emisja, gdy ciało będzie chropowate, a inna gdy jego powierzchnia zostanie wypolerowana.

Źródło: https://pl.wikipedia.org/wiki/Promieniowanie_cieplne