Uno scambiatore di calore è un dispositivo universale che consente a uno scambio di calore tra fluidi freddi e caldi di soddisfare le diverse esigenze di produzione industriale. Come dispositivo universale di scambio di calore, gli scambiatori di calore sono ampiamente utilizzati in molti campi come ingegneria chimica, aerospaziale, microelettronica, metallurgia, comunicazione e potenza.
Nel 1774, Watt completò la trasformazione del motore a vapore, separò il processo di condensazione dal corpo e produceva il primo scambiatore di calore utilizzato per la condensa. Lo sviluppo di scambiatori di calore ha una storia di oltre 240 anni! Con il progresso della tecnologia teorica e dei processi di produzione, gli scambiatori di calore si sono evoluti dai primi pochi tubi in ghisa agli scambiatori di calore a lastre, scambiatori di calore a guscio e tubo, scambiatori di calore a microcanale, scambiatori di calore a circuito di calore.
Secondo il principio di lavoro, gli scambiatori di calore possono di solito essere divisi in tre tipi: uno è lo scambiatore di calore di tipo partizione, in cui i fluidi freddi e caldi fluiscono su entrambi i lati del mezzo solido senza contatto e il calore viene trasferito tra i fluidi freddi e caldi attraverso il solido, anche noto come scambiere di calore superficiale. Gli scambiatori di calore a guscio e il tubo e gli scambiatori di calore a piastra sono questa forma di trasferimento di calore; Il secondo tipo è uno scambiatore di calore ibrido, che prevede il contatto e la miscelazione di fluidi freddi e caldi per ottenere il trasferimento di calore. È anche noto come scambiatore di calore a contatto ed è comunemente usato nelle torri di raffreddamento e nei deaeratori nei sistemi di generazione di energia; Il terzo tipo è uno scambiatore di calore rigenerativo, che raggiunge il trasferimento di calore scorrendo periodicamente fluidi freddi e caldi attraverso un corpo di conservazione termico. È anche noto come uno scambiatore di calore rigenerativo, come un preriscaldatore d'aria rotante.
Negli ultimi decenni, il consumo energetico del mondo è aumentato nettamente e la migliore tecnologia di trasferimento di calore per gli scambiatori di calore è diventata gradualmente un campo di ricerca a caldo, svolgendo un ruolo importante nella conservazione dell'energia, nella protezione ambientale e nella riduzione dei costi. La tecnologia migliorata di trasferimento di calore degli scambiatori di calore può essere divisa in due tipi: trasferimento di calore attivo e trasferimento passivo migliorato di calore. Il miglioramento attivo si riferisce all'applicazione di un ingresso di energia aggiuntivo a un sistema di trasferimento di calore per ottenere un trasferimento di calore avanzato, come l'applicazione di vibrazioni periodiche al dispositivo, l'applicazione di campi elettrici o magnetici statici al sistema, ecc. Il trasferimento di calore attivo aumenta la complessità del sistema, riduce l'affidabilità e limita l'applicazione a causa della necessità di attrezzature aggiuntive. Il trasferimento di calore avanzato passivo si riferisce al raggiungimento di un effetto di trasferimento di calore migliorato modificando la struttura dello scambiatore di calore per cambiare lo stato di flusso senza fare affidamento su energia esterna. Il trasferimento di calore avanzato passivo può ottenere un miglioramento del trasferimento di calore senza NEED per le forze esterne, basandosi solo su modifiche strutturali parziali, rendendolo una direzione chiave per la ricerca successiva sul trasferimento di calore avanzato