3.4 transferul de caldura este un fenomen tranzitoriu si depinde, nu doar de statutul termodinamic al substantelor dar si de mediu, schimbarile care au loc, dar si de asemenea de configuratia geometrica a echipamentelor si hidrodinamica curentilor de apa. Presiunea superficial a solventului si a amestecului sau de extracte sunt facute sa treaca printr-o parte a tubului lateral care schimba caldura contra curentilor de incalzire sau de raciere a carcasei din schimbatoarele de caldura.Proiectarea la scara, si optimizarea schimbatoarelor de caldura in extractia plantelor cu lichide superficial pune in dificultate doau principii si anume(1), variatia larga in fizica si caracteristicile transferului de caldura ale solventilor in SCF si asupra unei largi varietati de temperatura de la -10 la 90 de grade si la presiune inalta de la 50 la 500 bar care sunt intalnite in acest process, si (2) costurile ridicate ale materialelor si producerii tuburilo, navelor, si schimbatoarelor de caldura care sunt facute din 316-304 oteluri inoxidabile cum ar fi Cr-Ni. In plus dispozitiile stricte de proiectare sunt cerute pt o curatare mai usoara , rsic scazut de esec, design compact pt un minim transfer de caldura mediului inconjurator, scadere de presiune . In aces sens, cunoasterea si intelegerea transferului de caldura in fluidele superficiale sunt foarte importante.3.4.1 Coeficientii de transfer de calduraO relatie liniara intre suma diferentiala a transferului de caldura si gradientului de temperatura dincolo de limitele, este sufficient sa reprezinte transferul de caldura asociat cu fluidele superficial. Pt un element diferential al lungimii schimbatorului, dz, un un flux de inalta presiune de CO2 este incalzit de un schimbator de contracurent de caldura cu apa fierbinte,cantintatea de caldura este data de relatia:3.58 sau 3.59 si de 3.60Unde T este temperatura de lichid care a inceput sa se nclzeasca i T0 este temperatura de utilitate fierbinte la orice punct de schimbtor de cldur; ri si ro sunt razele interioar i exterioar a tubului; i si sunt debitele masei de fluid cald si respective rece.coeficientul Genera de transfer de caldura, U, este dat de 3.61, unde hi si respectiv h0 sun coeficientii de caldura interiori respectiv exterior, si hw este coeficientul de transfer de caldura prin perete.Coeficientul de transfer de caldura local, este de obicei, calculate din dimensiunea coef de transfer de caldura, numit si numarul lui Nussel((hd/) din forta convectiva care este data de nr lui Reynolds, Re, (du/) si de nr lui Prandtl, Pr (cp/), 3.62,unde a, b i c sunt constante empirice evaluate din datele experimentale n diferite zone de presiune, temperatura i condiiile de curgere. Bringer i Smith (1957) au efectuat experimente asupra transferului de cldur cu CO2superficial in curgerea dinamica. Rezultatele experimentale au fost comparate cu cele prezise de coelarile adimensionale ale lui Dittus-Boetter, Sieder-Tate, si de ecuatiile lui Colburn.Nici unul dintre corelaiile ar putea da un argument bun cu valorile corespunztoare msurate n regiuni aproape critice. Bringer si Smith au dat urmatoarele corelatii pt apele supercritice: 3.63 unde indicele x se refera la temperatura, si la starea fizica a fluidelor, si w se refera la conditia peretelui.La un punct critic, coeficientul de transfer termic este de cinci-zece ori mai mare dect la condiiile de punctul critic. Un maxim n coeficientul de transfer termic (> 1000 W/m2K) este gsit la apropierea punctului critic (Weidner, 1988). O corelaie a fost dezvoltata pentru transferul de cldur a fluxului turbulent ale unui fluid prin modificarea modelele convenionale ca:

Ghajar si denisa (1986) au comparat corelrile empirice existente pentru transferul de cldur de convecie n regiunea critica pentru apa si CO2.A fost subliniat c transferul de cldur de tip Dittus-Boetter ar putea fi folosite pentru transferul de cldur cu coeficieni n regiunea fluidului supercritic care furnizeaza variaii de proprietate ar putea fi contabilizate folosind o metoda raportului de proprietate.

3.4.2 Fluxul liber de lichid convectiv este indus de gradientul densitatatii,de gradientul de temperatur, precum i de gradientul de concentrare n timpul transferului de mas. in fluxul liber convectiv n procesul de SCFE este important ca viteze de curgere a solventului SCF sa fie in cea mai mare parte pstrata n echipamente de procesare i datorit faptului c densitatea gradientul este dezvoltata din mici schimbri de temperatur i presiune. La presiuni mai mari, fluxul convectiv este mult mai uor de stabilit la presiuni sczute. Pentru CO2, fluxul convective se poate seta i cu o diferen de temperatur de 3 C la 38 C (Lenoir i venire, 1951), ca tendinta pentru fluxul liber convectiv este mai pronunat lng temperatura critic. Coeficienii de transfer de cldur, depind de asemenea de transferul de mas. Izza si Hall (1976) au studiat efectele de flotabilitate pe transferul de cldur al fluidelelor supercritice datorate variaiilor de temperatur semnificative. S-a observat c transferul de cldur din partea de jos pe o conduct vertical este mbuntit n timp ce n partea superioar a evii, transferul de cldur este redus de flotabilitate 3.4.3 COEFICIENTUL DE TRANSFER TERMIC PENTRU FLUXUL DE BIFAZICcoeficienii de transfer de caldura pentru convecia natural n cursul condensrii sau fierbere poate fi considerat a fi legate de grupurile adimensional :Brunner, 1994.Coeficienii de transfer termic in fluid supercritic amestecat cu o hidrocarbur, decan sau pentan, sunt gsite a fi mbuntit , cnd este apropiat de regiunea bifazica. De exemplu, h este gsit pentru a crete de 750 W/m2K pentru CO2 pur la 104 bar i 51 C la 2500 W/m2K pentru 12,7% decan amestecat cu CO2 la aceeasi stare. Cu toate acestea, valorile experimentale ale numrului Nusselt pentru sistemele bifazice studiate de Jones (1988) au fost mult mai mare dect valorile calculate. Acest accesoriu a fost atribuit termocapilaritatii datorit efectului de temperatura similar cu efectul Marangoni (Bejan, 1984).3.4.4 SCHIMBTOR DE CLDUR SPECIFICAII

specificatiile pentru schimbatoare de caldura se bazeaz pe considerente de proiectare, att punct de vedere al uurinei de ntreinere i de siguran de funcionare Agatoarele ar trebui s fie pstrate la un nivel minim n timpul funcionrii i a suprafeelor schimbatoarelor de cldur trebuie s fie curate. Pentru a asigura nici o contaminare din produs anterior extrase, ntreaga reea de conducte trebuie s fie curate nainte de a lua orice produs nou pentru extracie. aceste cerinte sunt strict specificate in schimbatoarele de caldura care au tuburi cu diametre mari, s fie verticale sau uor nclinate pentru a elimine nfundarea i pentru a trece singur cu solvent supercritic pe partea de tub. Construction materials and quality of seamless forgings are carefully selected andevaluated by stringent testing. Schimbtoare de cldur sunt necesare pentru nclzire, pentru condensare, pentru pre-racire sau de incalzire. Dou tipuri de schimbtoare de cldur sunt selectate cel mai frecvent pentru SCFE, i anume tevi duble pt schimbatoare de caldura pentru plante mici i tuburi schimbatoare de caldura cu deflectoare pentru plante mari. tubul cu schimbtor de cldur este compact i ofer avantajul de a avea un diametru mai mic al tubului, n comparaie cu cea pentru schimbtoare de cldur cu conducta dubla. Pentru capacitile plantelor superioare, schimbatoarele de caldura au un cost efectiv i dreptul de alegere.Cu toate acestea, specificaiile exacte sunt indeajuns de detaliate in procesul de proiectare i analiz economic a schimbtoarelor de cldur. Datorit variaiilori mari ale proprietatilor termofizice n regiuni vecine cu regiunea supercritica , calculul coeficienilor de transfer de cldur este, n general, n mod inerent asociate cu o msur de incertitudine i, n special atunci cnd este in intregime amestecat cu solvent SCF , CO2. Avnd n vedere incertitudinile n coeficienii transferului de cldur, chiar 100% exces n suprafa nu este considerat a fi ceva neobisnuit. Uneori aceleai schimbtoare de cldur pot fi concepute att pentru nclzire i rcire, in functie de cerintele specifice. De exemplu, pentru separarea extractului de solvent SCF , temperatura trebuie s fie redusa la presiuni mai mari. La presiuni mai mici, cu toate acestea, temperatura trebuie s fie crescuta pentru a separa extractul din CO2 gazos. Uneori nclzire este necesar dup extinderea de nalt presiune a CO2 sau nainte de extinderea acesteia, pentru a evita solidificare i nfundarea. integrarea reelei pare s fie prea complicata s fie pusa n aplicare n vederea sensibilitatii ridicate de presiune i de variatia temperaturii. estimarea coeficienilor de transfer de cldur la diferite lungimi de schimbatoare de caldura la cunoaterea proprietilor termofizice diferite peste ntreagul regim de transfer termic, sunt de prim importan pentru selecia de schimbtor de cldur .