dove A<\/em> \u00e8 l\u2019area di scambio termico, K <\/em>\u00e8 il coefficiente globale di scambio, mentre\u00a0\u2206Tm \u00e8 un\u2019opportuna differenza media di temperatura. Le due classiche configurazioni di deflusso sono rappresentate in figura: in rosso il fluido caldo (H) e in azzurro il fluido freddo (C). Si nota come la differenza di temperatura tra i due fluidi cambia da punto a punto, per questo motivo, la scelta di un valore medio deve essere ben soppesata.<\/p>\n (Figura1) Configurazione in controcorrente ed equicorrente per uno scambiatore di calore.<\/em><\/p>\n Tralasciando i passaggi matematici, \u00e8 possibile dimostrare che, sotto alcune ipotesi, la differenza media logaritmica delle temperature dei due fluidi \u00e8 un ottimo metodo per la stima del flusso termico scambiato in un scambiatore. Il suo valore pu\u00f2 essere calcolato sulla base delle temperature dei due fluidi, all\u2019ingresso e all\u2019uscita dello scambiatore di calore, come evidenziato in figura e definito dalla seguente equazione:<\/p>\n Si pu\u00f2 facilmente provare che, nel caso di scambio termico monofase, fissando le portate e le temperature di ingresso e di uscita dei fluidi, la configurazione in controcorrente offre sempre dei valori pi\u00f9 elevati di differenza media logaritmica di temperatura (si veda la tabella). Per questo, a parit\u00e0 di flusso termico q, geometria e condizioni operative, l\u2019area di scambio necessaria sar\u00e0 minore nel caso di configurazione in controcorrente. Inoltre, analizzando i profili di temperatura, si nota come, idealmente, nella configurazione in controcorrente, la temperatura di uscita di un fluido potrebbe, al limite, giungere a quella di ingresso dell\u2019altro. Nella configurazione in equicorrente, i profili si \u201cinseguono\u201d e ci\u00f2 non \u00e8 possibile.<\/p>\n <\/p>\n Passando agli scambiatori di calore dove avvengono la condensazione o l\u2019evaporazione di refrigeranti puri, si pu\u00f2 rimanere meravigliati dal fatto che, se calcolassimo la differenza media logaritmica per ciascuna delle due trasformazioni, nelle due configurazioni, equicorrente e controcorrente, otterremo lo stesso risultato (si veda tabella).<\/p>\n La figura riporta i profili di temperatura relativi ai due processi di cambiamento di fase per un refrigerante puro (trascurando le perdite di pressione) in assenza di surriscaldamento o sottoraffreddamento del fluido durante le trasformazioni.<\/p>\n (Figura2) Profili di temperatura in condensazione ed evaporazione di un fluido puro.<\/em><\/p>\n La seguente tabella prova quanto descritto in precedenza: nelle condizioni considerate le differenze medie logaritmiche in controcorrenza e equicorrenza sono identiche. Alla luce di questo risultato: qual \u00e8 la configurazione che dovrebbe essere adottata durante i processi di cambiamento di fase e per quali motivi?<\/p>\n <\/p>\n Il metodo della differenza media logaritmica permette di analizzare globalmente il comportamento dello scambiatore e si basa su ipotesi che, nella realt\u00e0, non sono sempre verificate.<\/p>\n Consideriamo dapprima il processo di condensazione, anche in assenza di perdite di carico: la configurazione in controcorrente risulta comunque vantaggiosa. Il coefficiente di scambio diminuisce man mano che la condensazione procede e cio\u00e8 al diminuire del titolo di vapore. Come evidenziato in figura, \u00e8 opportuno scegliere la configurazione in controcorrente in modo da compensare i bassi coefficienti di scambio associandoli ad elevate differenze di temperatura.<\/p>\n <\/p>\n![\"unilab](\"https:\/\/www.unilab.eu\/wp-content\/uploads\/2017\/04\/unilab_heat_transfer_blog_Evaporators_and_condensers_counter_current_or_co-current_arrangement1.jpg\")
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