Isı Değiştirici
Soğutma, iklimlendirme, güç üretimi, ısıtma ve kimyasal proseslerde kullanılır.
Isı transferi çeşitliliği, ısı transferine dayalı bu sistemlerde donanım ve düzenleme bakımından farklılıklar meydana getirir.
Çapları farklı, eş eksenli iki borudan oluşan çift borulu ısı değiştiricileri en basit ısı değiştiricidir. Bir akışkan küçük borudan akarken, diğer akışkan borular arasındaki halka aralıktan akar.
Akışkanın ısı değiştiriciye girme yönü ve hareket yönünü göz önünde bulundurmak, akış tipinin düzeni hakkında fikir verebilir. Sıcak ve soğuk akışkanın aynı yönde ısı değiştiriciye girmesi ve hareket etmesi, paralel akıştır. Ters akışta, sıcak ve soğuk akışkanlar ısı değiştiriciye ters taraftan girer ve zıt yönde hareket eder.
Kompakt ısı değiştirici, ısı transfer yüzey alanını arttırarak birim hacim başına yüksek bir ısı transferi gerçekleştirmeyi amaçlar. Küçük hacimde elde edilen yüksek ısı transfer hızı nedeni ile ağırlık ve hacim açısından kısıtlamalar içeren ısı değiştirici uygulamalarında kullanılır.
Kompakt ısı değiştirici; büyük yüzey alanını, iki akışkanı ayıran ve duvarlara sık dizilmiş ince plaka veya oluklu kanatlar ile elde eder. Gaz- gaz ve gaz- sıvı ısı değiştiricilerinde kullanılabilir. Bunun nedeni gaz akışına bağlı düşük ısı transfer katsayısının önlemektir.
Birbirine dik olarak hareket eden iki akışkan çarpraz akış olarak ifade edilebilir. Akış düzenine bağlı olarak da çarpraz akışı karışan- karışmayan akış olarak ifade etmek mümkündür.
Gövde- borulu ısı değiştirici endüstriyel uygulamalarda en sık rastlanan ısı değiştiricisi tipi denilebilir. Gövde eksenine paralel olarak yerleştirilen çok sayıda boru içerir. Bir akışkan boruların içinde, diğer akışkan ise boruların dışında gövde boyunca ilerleyerek; sıcaklıkları farklı bu iki akışkan arasında ısı transferi gerçekleşir. Gövde tarafındaki akışkanı çarpraz akmaya zorlayacak şekilde gövdeye ara perdeler yerleştirilir. Bunun nedeni ısı transferini iyileştirmek ve borular arasındaki uniform aralığı korumaktır.
Isı değiştiricisinde transfer yönü, sıcak akışkandan soğuk akışkana doğru olur. Ortalama sıcaklık dikkate alındığında ısı transfer hızı; akışkan kütlesinin akış hızına, akışkanın sıcaklık değişimine, özgül ısı kapasitesine bağlıdır.
İdeal ısı değiştiricisi ne dış ortama ısı verir ne de dış ortamdan ısı alır. Soğuk akışkan tüm ısıyı sıcak akışkandan sağlar. İdeal ısı değiştiricisinde sistem sınırı boyunca ısı transferi yok kabul edilse de gerçekte sıcak ve soğuk akışkanlar genelde çevreden farklı sıcaklıktadır ve bir miktar ısı sistem sınırında transfer olur.
