Intercanvi per contracorrent

El intercanvi per contracorrent i equicorriente són mecanismes de transferència d'alguna propietat (calor, matèria, concentració, etc.) d'un decorregut a un atre per mig d'una membrana semipermeable o un material conductor, sent el primer un concepte clau en ingenieria química, termodinàmica entre uns atres; per eixemple, per a l'extracció de la sacarosa de la remolacha o la purificació del clorur de sodi.

Contracorrent i equicorriente

El diagrama presentat és útil per a entendre la diferència entre estos dos tipos d'intercanvi, el qual representa dos corrents de decorregut que viagen paralelament separats per una membrana semipermeable o termo-conductora. El color blau representa el valor més baix de la característica a ser intercanviada, mentres que el color roig indica el valor més alt, de modo que la direcció de la transferència serà del decorregut en major valor al de menor valor. En el cas específic de la calor, el moviment seguix la segona llei de la termodinàmica i en el cas de sòlits com a soluts se seguix el fenomen d'òsmosis. Intercanvi en equicorriente i contracorrent.

Fluix directe

En este sistema els dos decorreguts van en la mateixa direcció i la seua gradient varia a lo llarc de la ruta de fluix. Tenint en conte que el decorregut present en els dos tubos és el mateix, este método d'intercanvi solament és capaç d'intercanviar la mitat de la propietat (calor, matèria, concentració, etc.) entre decorreguts, sense importar qué tan llarga puga ser la ruta de fluix. Si alguna de les dos corrents canvia la seua propietat en 50% o més l'intercanvi serà interromput ya que el gradient es reduïx a zero, lo que indica que s'ha alcançat el punt d'equilibri. En cas de tindre fluix desiguals les condicions d'equilibri es donaran una miqueta més prop de les condicions de la corrent que tinga el major fluix.

Fluix en contracorrent

A diferència de equicorriente, ací els dos decorreguts es mouen en sentits oposts, lo que permet que el sistema puga mantindre un gradient casi constant entre ells a lo llarc de la ruta de moviment. A mida que la ruta de fluix siga més llarga i que la velocitat del moviment dels decorreguts siga més llenta, la taxa de transferència serà menor, no obstant açò es deu a que els dos decorreguts són "iguals" en algun sentit. Per eixemple, si tenim en conte la transferència de massa d'una certa cantitat de solut per una cantitat determinada (en volum o massa) de solvent, la velocitat de la dissolució deu ser la mateixa en les dos corrents. En el cas de transferència de calor, el producte del calor específica (el promig en el ranc de temperatura involucrat) i el fluix de massa, també deuen ser iguals. Si els dos decorreguts no són els mateixos, per eixemple si la calor està sent transferit de l'aigua a l'aire o vice-versa, llavors la conservació de la massa o energia requerix que les corrents vagen en concentracions o temperatures diferents a les indicades en la figura.

Eixemples

• Existix un equilibri tèrmic com a resultat de l'intercanvi de calor, a on el decorregut calent cedix calor incrementant la temperatura del decorregut fret i este absorbix calor gelant el decorregut calent. Abdós terminen alcançant aproximadament la mateixa temperatura, que seria un promig entre les dos temperatures originals. A l'inici de la ruta d'intercanvi existix una gran diferència de temperatura i una considerable transferència de calor, mentres que al final hi ha una chicoteta diferència de temperatura i poca transferència de calor.
• En l'intercanvi de calor per contracorrent, el decorregut calent es gela mentres que la decorreguda fredor es calfa. En l'extrem de calor tenim un decorregut calent entrant que cedix energia als decorreguts de temperatura templada, calfant-los a través de la llongitut d'intercanvi. Degut a que l'extrem calent (o de calor) es troba en la seua màxima temperatura pot calfar el decorregut eixint i propenc a la seua pròpia temperatura. En contrast, en l'extrem fret el decorregut entrante seguix estant a baixa temperatura, per lo que pot extraure la calor restant del decorregut calent provinent de la corrent contrària, gelant-ho a un punt propenc al del decorregut entrante en l'extrem fret.