Hier ist eine Aufschlüsselung der Temperaturprofil für eine Kreuzstromwärmetauscher, insbesondere wenn beide Flüssigkeiten sind unvermischt:
🔥 Kreuzstromwärmetauscher – Beide Flüssigkeiten unvermischt
➤ Strömungsanordnung:
- Eine Flüssigkeit fließt horizontal (z. B. heiße Flüssigkeit in Rohren).
- Die andere strömt vertikal (sagen wir, kalte Luft strömt durch die Rohre).
- Keine Vermischung innerhalb oder zwischen den Flüssigkeiten.
📈 Beschreibung des Temperaturprofils:
▪ Heiße Flüssigkeit:
- Eintrittstemperatur: Hoch.
- Während es fließt, verliert Wärme zur kalten Flüssigkeit.
- Austrittstemperatur: Niedriger als Einlass, aber aufgrund unterschiedlicher Kontaktzeiten nicht gleichmäßig über den gesamten Wärmetauscher.
▪ Kalte Flüssigkeit:
- Eintrittstemperatur: Niedrig.
- Nimmt Wärme auf, wenn es durch die heißen Rohre fließt.
- Austrittstemperatur: Höher, variiert aber auch je nach Wärmetauscher.
🌀 Durch den Querstrom und keine Vermischung:
- Jeder Punkt auf dem Tauscher sieht eine unterschiedlicher Temperaturgradient, je nachdem, wie lange die jeweilige Flüssigkeit mit der Oberfläche in Kontakt war.
- Die Temperaturverteilung ist nichtlinear und komplexer als bei Gegenstrom- oder Parallelstrom-Wärmetauschern.
📊 Typisches Temperaturprofil (schematische Darstellung):
↑ Kalte Flüssigkeit in
│
Hoch │ ┌──────────────┐
Temp │ │ │
│ │ │ → Heiße Flüssigkeit ein (rechte Seite)
│ │ │
↓ └───────────────┘
Kalte Flüssigkeit raus ← Heiße Flüssigkeit raus
⬇ Temperaturkurven:
- Kalte Flüssigkeit erwärmt sich allmählich – die Kurve beginnt niedrig und wölbt sich nach oben.
- Heiße Flüssigkeit kühlt ab – beginnt hoch und verläuft in einem Bogen nach unten.
- Die Kurven sind nicht parallel, Und nicht symmetrisch aufgrund der Kreuzstromgeometrie und der unterschiedlichen Wärmeaustauschrate.
🔍 Effizienz:
- Die Wirksamkeit hängt von der Wärmekapazitätsverhältnis und die NTU (Anzahl der Transfereinheiten).
- Allgemein weniger effizient als Gegenstrom, aber effizienter als Parallelfluss.