Science >> Wetenschap >  >> Energie

waarom wordt water als medium gebruikt in zoveel warmtewisselingsprocessen?

Er zijn verschillende redenen waarom water op grote schaal wordt gebruikt als medium bij warmtewisselingsprocessen:

1. Hoge soortelijke warmtecapaciteit: Water heeft een hoge specifieke warmtecapaciteit, wat betekent dat het een aanzienlijke hoeveelheid warmte-energie kan opnemen of afgeven zonder een drastische temperatuurverandering te ervaren. Deze eigenschap maakt water tot een effectieve warmteoverdrachtsvloeistof, omdat het warmte van een bron met hoge temperatuur kan absorberen en deze efficiënt kan afgeven aan een put met lage temperatuur.

2. Thermische geleidbaarheid: Hoewel de thermische geleidbaarheid van water relatief laag is in vergelijking met metalen, is deze nog steeds voldoende voor veel warmtewisselingstoepassingen. De gematigde thermische geleidbaarheid van water zorgt voor een evenwicht tussen efficiënte warmteoverdracht en beheersbare drukval in warmtewisselaars.

3. Beschikbaarheid en lage kosten: Water is overvloedig aanwezig en gemakkelijk verkrijgbaar in de meeste delen van de wereld, waardoor het een economische keuze is voor warmtewisselingsprocessen. De lage kosten zijn een aanzienlijk voordeel wanneer grote volumes warmteoverdrachtsvloeistof vereist zijn.

4. Niet-giftig en milieuvriendelijk: Water is niet giftig en milieuvriendelijk, waardoor het geschikt is voor gebruik in toepassingen waarbij de impact op het milieu een probleem is. In tegenstelling tot bepaalde synthetische warmteoverdrachtsvloeistoffen vormt water geen gevaren voor het milieu of ecologische risico's.

5. Inert en chemisch stabiel: Water is chemisch stabiel en niet-reactief onder normale bedrijfsomstandigheden. Het corrodeert niet en reageert niet met de meeste materialen die gewoonlijk in warmtewisselaars worden gebruikt, zoals koper, staal en roestvrij staal. Deze eigenschap garandeert de integriteit van het warmtewisselingssysteem gedurende langere perioden.

6. Breed temperatuurbereik: Water heeft een breed vloeistoftemperatuurbereik, van 0°C (32°F) tot 100°C (212°F) op zeeniveau. Dit maakt hem geschikt voor een verscheidenheid aan temperatuurtoepassingen, waaronder zowel verwarmings- als koelprocessen.

7. Vastgestelde thermofysische eigenschappen: De thermofysische eigenschappen van water zijn goed gedocumenteerd en overal beschikbaar, waardoor nauwkeurige technische berekeningen en simulaties met betrekking tot warmtewisselingsprocessen mogelijk zijn.

Vanwege deze gunstige eigenschappen is water het geprefereerde warmtewisselingsmedium in tal van toepassingen, zoals stadsverwarmingssystemen, watergekoelde motoren, industriële proceskoeling, warmtepompen, radiatoren, thermische zonnesystemen, geothermische energie en nog veel meer.