Giải thích chi tiết về nguyên tắc làm việc của bộ trao đổi nhiệt (có sơ đồ)

Nguyên tắc cơ bản của bộ trao đổi nhiệt là truyền nhiệt từ-chất lỏng có nhiệt độ cao sang chất lỏng-có nhiệt độ thấp-thường không có sự tiếp xúc trực tiếp giữa hai chất lỏng-bằng cách sử dụng sự dẫn nhiệt và đối lưu.
 Chất lỏng có nhiệt độ-cao giải phóng nhiệt, nhiệt này được truyền qua thành trao đổi nhiệt.
 Nhiệt được dẫn qua vách kim loại (hoặc môi trường trao đổi nhiệt).
 Chất lỏng có nhiệt độ-thấp sẽ hấp thụ nhiệt, dẫn đến nhiệt độ tăng hoặc giảm.
 Toàn bộ quá trình tuân theo định luật thứ hai của nhiệt động lực học, theo đó nhiệt tự truyền từ nhiệt độ cao hơn đến nhiệt độ thấp hơn.

Dựa trên hướng dòng chất lỏng, có ba kiểu dòng chảy chính cho bộ trao đổi nhiệt:
 Dòng-đồng (dòng song song): Hai chất lỏng chảy cùng chiều và chênh lệch nhiệt độ giảm dần.
 Dòng-ngược dòng (dòng-ngược dòng): Hai chất lỏng chảy ngược chiều nhau, mang lại hiệu suất truyền nhiệt cao nhất.
 Dòng chảy chéo: Hai chất lỏng chảy vuông góc với nhau; cấu hình này nhỏ gọn và được sử dụng rộng rãi.
 Trong số này, cách sắp xếp dòng-bộ đếm được sử dụng thường xuyên nhất trong các ứng dụng công nghiệp đòi hỏi hiệu suất cao.

Các quá trình truyền nhiệt nói chung có thể được mô tả bằng phương trình cơ bản của quá trình truyền nhiệt.

Phương trình truyền nhiệt cơ bản:
Q=U × A × ΔTlm

Ở đâu:

Q: Tốc độ truyền nhiệt (W)
U: Hệ số truyền nhiệt tổng thể (W/m2·K)
A: Diện tích truyền nhiệt (m2)
ΔTlm: chênh lệch nhiệt độ trung bình logarit
Ghi chú phương trình:
Tăng U hoặc A có thể tăng cường đáng kể khả năng truyền nhiệt.
Chênh lệch nhiệt độ lớn hơn dẫn đến động lực truyền nhiệt mạnh hơn.