24/09/2020

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ANALISI CFD O FLUIDODINAMICA PER SCAMBIATORI DI CALORE

Phi Drive la soluzione per le tue analisi CFD

Phi Drive propone l’analisi CFD per il dimensionamento degli scambiatori di calore. I sempre più stringenti requisiti di efficienza energetica richiedono infatti una progettazione dedicata di questi dispositivi.

Verifica come i nostri esperti possono supportare la tua azienda nell’ottimizzazione fluidodinamica degli scambiatori di calore.

Analisi fluidodinamica e scambiatori di calore

Tra le applicazioni CFD sviluppate da Phi Drive riscontrano particolare interesse le analisi legate agli scambiatori di calore.

Gli scambiatori di calore sono dispositivi ampliamente utilizzati in ambito industriale e civile, dal settore chimico alla climatizzazione ambientale. Consentono la cessione di calore da un fluido caldo a un fluido freddo senza che questi entrino in contatto. I sempre più alti requisiti di efficienza energetica richiedono l’ottimizzazione di questi dispositivi.

Una volta scelta la tipologia di scambiatore, durante la fase di dimensionamento ci si trova a dover affrontare un problema di ottimizzazione, la quale presenta innumerevoli gradi di libertà.

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Quando decidiamo di installare uno scambiatore a tubi alettati e a flusso incrociato risulta necessario definire il materiale e la dimensione di tubi e alette, nonché il numero di tubi, di ranghi, di alette e la distanza che intercorre tra di loro, con i soli vincoli di portata, temperatura ed ingombro.

In condizioni standard, vi sono correlazioni che vengono in aiuto al progettista, come ad esempio la correlazione di Zukauskas. Tuttavia, nella stragrande maggioranza dei casi, le condizioni di lavoro sono particolari e le correlazioni non garantiscono risultati adeguati.

In questi casi, Phi Drive è in grado di fornire un supporto importante attraverso la propria esperienza nelle analisi CFD al fine di indirizzare il cliente verso la soluzione più efficiente ed economica.

Simulazione CFD

Nell’immagine qui sotto è mostrato un esempio di simulazione su uno scambiatore a tubi a flusso incrociato. All’interno dei tubi scorre dell’acqua calda mentre all’esterno i tubi sono lambiti da aria fredda. Dall’immagine si può osservare l’incremento di temperatura dell’aria che lambisce i tubi all’interno dei quali scorre l’acqua calda, che al contempo si raffredda.

analisi CFD fluidodinamica scambiatore di calore Gli scambiatori di calore sono altresì utilizzati per far evaporare un flusso liquido o far condensare un flusso gassoso. Tali fenomeni sono complessi poiché includono il cambio di fase e quindi delle proprietà del fluido in analisi. Di seguito è mostrato il cambio di fase (in termini di frazione volumetrica) da acqua a vapore che avviene all’interno di una tubatura scaldata da un fluido esterno più caldo.