إن مبادلات الحرارة هي أجهزة تستخدم لنقل الحرارة بين سوائل أو أكثر، وتتوقف كفاءتها على عوامل مختلفة، منها المقاومة الحرارية والفعالية، ويساعد فهم هذه المفاهيم في تصميم أداء مبادلات الحرارة وتحقيق الحد الأمثل منه.

المقاومة الحرارية في بورصة الحرارة

وتقيس المقاومة الحرارية مدى مقاومة المواد أو المكونات للتدفق الحراري، ففي مبادلات الحرارة، تُعزى إلى مقاومة نقل الحرارة عبر طبقات مختلفة، مثل جدران الأنابيب والودائع المسببة للدروع، ويشير انخفاض المقاومة الحرارية إلى تحسين كفاءة نقل الحرارة.

وتُحسب المقاومة الحرارية بموجز مقاومة كل طبقة من طبقات النقل الحراري، وهي مُعبر عنها في وحدات K/W (Kelvin per Watt) - ينطوي الحد من المقاومة الحرارية على تحسين السلوكيات المادية أو تنظيف الودائع المسببة للدغ.

فعالية عمليات تبادل النفايات

ويقيِّم الفعالية مدى انتقال مبادلات الحرارة إلى أقصى درجة ممكنة من نقلها، وهي نسبة تتراوح بين صفر و1، مع وجود قيم أقرب إلى 1 تشير إلى زيادة الكفاءة، وتتوقف الفعالية على التصميم، وترتيبات التدفق، وظروف التشغيل.

ويعني ارتفاع الفعالية أن مبادلات الحرارة تستخدم قدرتها على نحو أكمل، ويحسب ذلك بمقارنة النقل الفعلي للحرارة إلى أقصى حد ممكن من النقل الحراري استنادا إلى درجات حرارة الخنازير ومعدلات تدفقها.

العوامل التي تؤثر على الأداء

  • Material Conductivity:] Materials with higher thermal conductivity reduce resistance.
  • Fouling:] Deposits on heat transfer surfaces increase resistance and decrease effectiveness.
  • Flow Arrangement:] Counter-flow formations generally achieve higher effectiveness than parallel flow.
  • Temperature Difference:] Larger temperature differences improve heat transfer rates.