Ottimizzazione Termofluidodinamica di uno Scambiatore di Calore di tipo "In Line Coil" mediante simulazioni CFD

Lo studio analizza l’efficienza di uno scambiatore di calore nel processo di produzione del Carbon Black, con particolare attenzione al fenomeno del blow-by. Dopo una descrizione generale dell’impianto e del suo funzionamento, l’attenzione si è focalizzata sullo scambiatore, analizzandone il ruolo nel recupero termico dai fumi caldi. Attraverso simulazioni CFD in SimScale e modifiche CAD con Creo Parametric, è stata valutata la distribuzione del flusso dei fumi, escludendo il circuito dell’olio. La geometria è stata suddivisa in sezioni (ROW) per determinare con precisione le aree bagnate e le velocità locali. Sono stati eseguiti diversi tentativi numerici, variando parametri fisici e considerando il fattore di sporcamento, fino al calcolo del blow-by, risultato in media pari al 25%. Questo valore indica che solo il 75% della portata totale partecipa effettivamente allo scambio termico, influenzando l’efficienza del sistema. I risultati evidenziano la necessità di considerare il fenomeno del blow-by nella progettazione dello scambiatore, così da ottimizzarne il rendimento energetico e migliorare le prestazioni complessive del processo.