Fluidi a media e alta viscosità

FLUIDI A MEDIA VISCOSITA’

Parliamo di fluidi a media viscosità in un range cha va da 10 cP a 100 cP, tipicamente il caso di olio idraulico con funzione lubrificante. Con questo genere di fluidi, impiegando uno scambiatore tubolare si rischia di lavorare a regime laminare con conseguenti bassi coefficienti di scambio e ridotta efficacia. Anche qui allora la soluzione ottimale consiste in uno scambiatore a piastre, dove la conformazione dei canali è in grado di imprimere un regime turbolento anche a basse velocità dei fluidi, aumentando il trasferimento termico.
In alternativa, uno scambiatore a piastre all welded, oppure saldobrasato, sarà un’opzione altrettanto valida in caso di incompatibilità chimica con i materiali delle guarnizioni. Gli scambiatori di calore a piastre saldobrasati hanno inoltre il vantaggio di sopportare ampi range di temperature e di pressioni di utilizzo, con elevata efficienza termica.

FLUIDI AD ALTA VISCOSITÀ

Intendiamo per fluidi ad alta viscosità fluidi quelli con valori superiori ai 100 cP: in questo caso, si è quasi sempre in presenza di un moto laminare, e per ottenere uno scambio termico utile il fattore determinante è la corretta distribuzione del flusso di fluido. Infatti può per esempio accadere che in ciclo di raffreddamento il fluido con maggiore viscosità a contatto con le superfici fredde provochi maldistribuzioni, con aree a bassa velocità che inficiano le prestazioni dello scambiatore. Anche in questo caso, scambiatori a piastre possono rivelarsi la soluzione più indicata, con l’accorgimento di far entrare il fluido viscoso dalla parte bassa dello scambiatore appunto per ottimizzarne la distribuzione.
Se il fluido presenta viscosità estreme, superiori ai 50.000 cP, è invece preferibile l’impiego di scambiatori a spirale monocanale (che permettono di avere una corretta distribuzione che è impossibile ottenere con quelli multicanale), che hanno il vantaggio di offrire una resistenza maggiore alla pressione e non pongono il problema della compatibilità chimica delle guarnizioni con i fluidi di processo. Si possono in alternativa impiegare anche scambiatori tubo in tubo, ideali per potenzialità limitate e portate ridotte, in quanto si tratta di una tipologia di scambiatori con coefficienti di scambio contenuti ma che richiedono pertanto dimensioni piuttosto ingombranti.

Lo studio di una particolare corrugazione delle piastre può spesso servire per adattare l’uso di uno scambiatore di calore a piastre ad applicazioni che impiegano fluidi particolarmente sporchi o viscosi.
In casi di fluidi particolarmente sporchi, intasanti e non filtrabili (fluidi carichi di particelle in sospensione, brodi di fermentazione, polpe, flocculi, fanghi, succhi non limpidi) si può ricorrere a scambiatori free flow, o scambiatori a canale largo, dove le piastre hanno un particolare stampaggio privo di punti di contatto, creando un unico canale di scorrimento.