La vita quotidiana dell'uomo è inscindibile dall'acqua, e la produzione industriale non fa eccezione. Con lo sviluppo della produzione industriale, il consumo di acqua è in aumento e molte aree soffrono di una carenza idrica. Pertanto, la gestione razionale e la conservazione dell'acqua sono diventate una questione cruciale nello sviluppo della produzione industriale.
L'acqua industriale comprende principalmente acqua di caldaia, acqua di processo, acqua di lavaggio, acqua di raffreddamento, acque reflue, ecc. Tra queste, il maggiore consumo idrico è rappresentato dall'acqua di raffreddamento, che costituisce oltre il 90% del consumo idrico industriale. Diversi sistemi industriali e diversi utilizzi hanno requisiti diversi in termini di qualità dell'acqua; tuttavia, l'acqua di raffreddamento utilizzata dai vari settori industriali presenta sostanzialmente gli stessi requisiti di qualità, il che ha portato il controllo della qualità dell'acqua di raffreddamento a diventare una tecnologia applicata in rapida evoluzione negli ultimi anni. Nelle fabbriche, l'acqua di raffreddamento viene utilizzata principalmente per condensare il vapore e raffreddare prodotti o apparecchiature. Un raffreddamento insufficiente può compromettere l'efficienza produttiva, ridurre la resa e la qualità del prodotto e persino causare incidenti di produzione.
L'acqua è un mezzo di raffreddamento ideale. Essendo molto diffusa, rispetto ad altri liquidi, l'acqua possiede un'elevata capacità termica o calore specifico, e anche il calore latente di vaporizzazione (calore latente di evaporazione) e il calore latente di fusione dell'acqua sono elevati. Il calore specifico è la quantità di calore assorbita da un'unità di massa d'acqua quando la sua temperatura aumenta di un grado. L'unità di misura comunemente utilizzata è cal/grammo⁻¹°C (cal/grammo) o BTU/libbra⁻¹°F (cal/libbra⁻¹). Quando il calore specifico dell'acqua viene espresso in queste due unità, i valori sono identici. Le sostanze con un'elevata capacità termica o calore specifico devono assorbire una grande quantità di calore quando la temperatura aumenta, ma la temperatura stessa non aumenta in modo significativo. Il vapore acqueo, ad esempio, deve assorbire quasi 10.000 calorie di calore, quindi l'acqua può assorbire una grande quantità di calore quando evapora, abbassando così la sua temperatura. Questo processo di rimozione del calore tramite evaporazione dell'acqua è chiamato dissipazione del calore per evaporazione.
Come l'acqua, anche l'aria è un mezzo di raffreddamento comunemente utilizzato. La conducibilità termica dell'acqua e dell'aria è bassa. A 0 °C, la conducibilità termica dell'acqua è di 0,49 kcal/m·h·°C, mentre quella dell'aria è di 0,021 kcal/m·h·°C, ma rispetto all'aria, la conducibilità termica dell'acqua è circa 24 volte superiore. Pertanto, a parità di effetto di raffreddamento, le apparecchiature raffreddate ad acqua sono molto più piccole di quelle raffreddate ad aria. Le grandi imprese industriali e le fabbriche con elevato consumo di acqua utilizzano generalmente il raffreddamento ad acqua. I sistemi di raffreddamento ad acqua comunemente utilizzati possono essere suddivisi in tre categorie: sistemi a flusso diretto, sistemi chiusi e sistemi a evaporazione aperta. Gli ultimi due sistemi prevedono il riciclo dell'acqua di raffreddamento, pertanto sono anche chiamati sistemi di raffreddamento ad acqua circolante.
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Data di pubblicazione: 1 novembre 2023