Glide, Parte II: diagramma di fasi e valori di glide
Nelle miscele di fluidi la formazione di azeotropi costituisce l’eccezione piuttosto che la regola: le curve di bolla e di rugiada, sempre considerate nell’esempio semplificativo di miscele a due componenti, assumono quindi l’aspetto caratteristico del diagramma di fasi “a lente”, illustrato in figura:
Le trasformazioni di cambiamento di fase a pressione costante evolvono di conseguenza a temperatura variabile (temperature glide) nell’intervallo compreso tra la temperatura di rugiada e la temperatura di bolla corrispondenti alla composizione di miscela. Durante un processo di evaporazione, ad esempio, il componente più volatile (basso bollente) si separa per primo dalla fase liquida della miscela, la quale si arricchisce progressivamente, di conseguenza, del compone più alto bollente. Il contrario avviene durante il processo di condensazione.
Nel corso del cambiamento di fase, la composizione della fase liquida e di quella vapore risultano pertanto diverse tra di loro (frazionamento): ad una data temperatura i differenti valori di composizione della fase liquida e di quella vapore possono essere rilevate sulle curve rispettivamente di bolla e di rugiada nei punti di intersezione con la corrispondente isoterma (retta orizzontale).
La figura seguente illustra come, a pressione costante, la temperatura di cambiamento di fase vari nella regione di equilibrio bifase, dando origine al fenomeno di “glide” delle temperature di evaporazione e di condensazione lungo le superfici di scambio termico.
All’atto pratico si rilevano valori di temperatura di saturazione più bassi all’ingresso dell’evaporatore che non all’uscita, e viceversa più alti valori di temperatura di saturazione all’ingresso del condensatore anziché all’uscita dello scambiatore.
Nella pratica applicativa, fintantoché una miscela zeotropica presenta valori di glide inferiori a 2°K, il suo impiego nei circuiti frigoriferi non comporta rilevanti problemi rispetto all’utilizzo degli “omologhi” fluidi frigorigeni monocomponenti ovvero in miscela azeotropica (è il caso ad esempio di R410A), al punto che talvolta si parla di miscele quasi-azeotropiche. Diversamente, quando il glide di temperatura risulta superiore al valore citato non è più lecito ignorare tale circostanza nella progettazione del circuito frigorifero e nelle operazioni ad esso connesse.
Ing. Francesco Viola
