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逆流交换

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逆流热交换:位置由高至低,对应两边的温度皆逐渐下降。未进入交换前,原来热和冷的两股液流,交换后温差方向相反,原热流离开时变成较冷的一股,反之亦然。

逆流热交换(英语:countercurrent heat exchange)是出现于自然界的交换机制,两股流体反向而流,同时交换。也可以交换其他性质,如化学物质浓度,此时统称为逆流交换countercurrent exchange)。工业和工程学亦常模仿此机制。其中“流体”可以是液体、气体,甚至固体粉末,或其任意组合。例如,蒸馏塔中,蒸气泡上升时,经过向下流的液体,同时交换热和质量。

藉逆流热交换或质量交换,交换的量可以比并流交换(同向流动)更多,因为逆流热交换能维持温差梯度下降得较慢。并流时,初始梯度很高,但是下降得很快,最终有浪费。以右图举例,受加热的流体(向上),离开交换器时,温度比降温后的流体(向下)离开的温度更高。对于平行流动的交换,此为不可能,因为两者的温度衹能彼此趋近。所以逆流热交换与并流相比,同样条件下,可以达到更大的交换量。见换热器

逆流交换的环路和回圈常见于自然,尤其生物的系统中。恒温动物在寒冷的环境下,为了减少热能(能量)的散失,血管的排列变得特殊,使动脉的血与静脉的血之间进行逆流热交换。脊椎动物中,此种结构称为迷网,原先是鱼鳃从水吸收氧气的器官名,工业模仿制成各种逆流交换系统。逆流交换是化学工程热力学和制造过程的重要概念,例如从糖用甜菜提炼蔗糖就要考虑。