Kapalina pro přenos tepla - Heat-transfer fluid - Wikipedia

A kapalina pro přenos tepla je plyn nebo kapalina, které se účastní přenos tepla tím, že slouží jako prostředník při chlazení na jedné straně procesu, přepravě a skladování tepelné energie a ohřevu na druhé straně procesu. Kapaliny pro přenos tepla se používají v nesčetných aplikacích a průmyslových procesech vyžadujících ohřev nebo chlazení, obvykle v uzavřeném okruhu a v nepřetržitých cyklech. Chladicí voda například ochlazuje motor, zatímco ohřev vody v hydronickém topném systému ohřívá chladič v místnosti. Voda je nejběžnější kapalinou pro přenos tepla díky své hospodárnosti, vysoké tepelné kapacitě a příznivým transportním vlastnostem. Užitečný teplotní rozsah je však omezen zmrazením pod 0 ° C a varem při zvýšených teplotách v závislosti na tlaku v systému. Nemrznoucí přísady mohou do určité míry problém se zmrazením zmírnit. Bylo však vyvinuto a použito mnoho dalších kapalin pro přenos tepla v široké škále aplikací. Pro vyšší teploty nabízejí kapaliny na bázi oleje, syntetických uhlovodíků nebo silikonu nižší tlak par. Roztavené soli a roztavené kovy lze použít k přenosu a skladování tepla při teplotách nad 300 až 400 ° C, kde se organické tekutiny začínají rozkládat. Jako kapaliny pro přenos tepla se používají plyny, jako jsou vodní pára, dusík, argon, helium a vodík, kde nejsou vhodné kapaliny. U plynů je obvykle nutné zvýšit tlak, aby se usnadnil vyšší průtok s nízkou čerpací silou.

Aby se zabránilo přehřátí, proudí tekutina uvnitř systému nebo zařízení tak, aby přenášela teplo mimo toto konkrétní zařízení nebo systém.

Obecně mají vysokou bod varu a vysoká tepelná kapacita. Vysoká teplota varu zabraňuje odpařování kapalin přenášejících teplo při vysokých teplotách. Vysoká tepelná kapacita umožňuje malé množství chladivo velmi efektivně přenášet velké množství tepla.

Je třeba zajistit, aby použité teplonosné kapaliny neměly nízký bod varu. Je to proto, že nízký bod varu bude mít za následek odpařování kapaliny při nízkých teplotách, pokud se používají k výměně tepla s horkými látkami. Tím se vytvoří páry kapaliny v samotném stroji, kde se používají.

Také teplonosné kapaliny by měly mít vysokou tepelnou kapacitu. Tepelná kapacita označuje množství tepla, které může tekutina zadržet, aniž by se změnila její teplota. V případě kapalin také ukazuje množství tepla, které může kapalina zadržet, než její teplota dosáhne bodu varu a nakonec se odpaří.

Pokud má tekutina nízkou tepelnou kapacitu, bude to znamenat, že k výměně relativně malého množství tepla bude zapotřebí velkého množství tekutiny. Tím se zvýší náklady na používání kapalin pro přenos tepla a sníží se účinnost procesu.

V případě kapalných kapalin pro přenos tepla bude mít jejich malé množství za následek jejich odpařování, což může být nebezpečné pro zařízení, kde se používají. Zařízení bude navrženo pro kapaliny, ale jejich odpařování bude zahrnovat páry v průtokovém kanálu. Také plyny zaujímají při stejném tlaku větší objem než kapaliny. Produkce par zvýší tlak na stěny potrubí / kanálu, kde bude proudit. To může způsobit výbuch kanálu.

Vlastnosti kapalin pro přenos tepla

Nízká viskozita

Nízká viskozita pomůže při snadném průtoku kapaliny. Dále sníží náklady na čerpání.

Nekorozivní

Zvolená kapalina by neměla poškodit stěny potrubí, kterými protéká. Tím se sníží náklady na údržbu zařízení, protože bude zapotřebí méně výměny potrubí.

Vysoká tepelná vodivost a tepelná difuzivita

Tím se zvýší rychlost přenosu tepla tekutinou.

Extrémní teploty fázového přechodu

To znamená, že kapalina by měla mít vysokou teplotu varu a nízkou teplotu tuhnutí. To pomůže tekutině zůstat ve stejné fázi při výměně tepla. Tím se také sníží komplikace při návrhu zařízení.

Viz také

Reference