Szczegółowe wyjaśnienie zasad działania wymienników ciepła (wraz ze schematami)

Podstawową zasadą działania wymiennika ciepła jest przenoszenie ciepła z-płynu o wysokiej temperaturze do płynu o-o niskiej temperaturze-zazwyczaj bez bezpośredniego kontaktu między nimi-z wykorzystaniem przewodzenia ciepła i konwekcji.
 Płyn-o wysokiej temperaturze uwalnia ciepło, które jest przenoszone przez ścianę wymiany ciepła.
 Ciepło jest przewodzone przez metalową ścianę (lub medium wymieniające ciepło).
 Płyn o niskiej-temperaturze pochłania ciepło, powodując wzrost lub spadek temperatury.
 Cały proces jest zgodny z drugą zasadą termodynamiki, zgodnie z którą ciepło samoistnie przepływa z temperatury wyższej do niższej.

W zależności od kierunku przepływu płynu istnieją trzy podstawowe wzorce przepływu w wymiennikach ciepła:
 Przepływ-współprądowy (przepływ równoległy): oba płyny przepływają w tym samym kierunku, a różnica temperatur stopniowo maleje.
 Przepływ-przeciwprądowy (-przeciwprądowy): dwie ciecze przepływają w przeciwnych kierunkach, zapewniając najwyższą wydajność wymiany ciepła.
 Przepływ-krzyżowy: oba płyny przepływają prostopadle do siebie; ta konfiguracja jest zwarta i szeroko stosowana.
 Wśród nich układ przeciwprądowy-jest najczęściej używany w zastosowaniach przemysłowych, gdzie wymagana jest wysoka wydajność.

Procesy wymiany ciepła można ogólnie opisać za pomocą podstawowego równania wymiany ciepła.

Podstawowe równanie wymiany ciepła:
Q=U × A × ΔTlm

Gdzie:

P: Szybkość przenikania ciepła (W)
U: Całkowity współczynnik przenikania ciepła (W/m²·K)
Odp.: Powierzchnia wymiany ciepła (m²)
ΔTlm: Logarytmiczna średnia różnica temperatur
Uwagi do równania:
Zwiększenie U lub A może znacznie zwiększyć zdolność wymiany ciepła.
Większa różnica temperatur skutkuje większą siłą napędową wymiany ciepła.