Co je to protiproudová výměna?

Protiproudová výměna je vysoce účinný, přirozeně se vyskytující jev tepelného nebo chemického přenosu mezi tekutinami.K tomuto procesu probíhá vodivý povrch v případě tepla nebo částečně propustné membrány v případě chemické výměny.Na protiproudových výměnách tekutina dárce a příjemce vždy proudí v opačných směrech, což je charakteristika, která propůjčuje proces jeho účinností i jeho název.Protiproudová výměna se nachází v mnoha biologických systémech, jako jsou savčí ledviny, plice ptáků a rybí žábry a je běžně používaným průmyslovými chemickými a tepelnými přenosovými systémy.Podobným systémem je proces souběžného výměny, který je méně účinný a má přenosy mezi tekutinami proudícími stejným směrem.

Výměna tepelné energie nebo suspendovaných látek mezi tekujícími tekutinami je běžným jevem jak v přírodě, tak v průmyslu.Tyto současné výměny toku lze rozdělit do dvou skupin: souběžný a protiproudový.Oba zahrnují výměnu tepla nebo suspendovaných chemikálií mezi tekutinami tekoucími v sousedních cévách buď prostřednictvím vodivých povrchů nebo polopropustných membrán.Jak tekutiny proudí přes jejich sdílené oblasti, teplé a chemikálie přirozeně teče z vysokých do nízko koncentračních oblastí, dokud není dosaženo rovnováhy.Je to charakteristika přenosu elementárního přenosu, díky které je metoda protiproudové výměny účinnější z těchto dvou.Protože krev chudá na kyslík splňuje protichůdný tok vody bohaté na kyslík, kyslík začíná rozptylovat z vody a do krevního oběhu.To způsobuje, že koncentrace kyslíku ve vodě klesá a v krvi vzroste.Vzhledem k tomu, že směry toku jsou proti, bude krev vždy proudit přes vodu s vyšší koncentrací kyslíku a výměna bude pokračovat, dokud se toky nerozlišují.Při souběžných tocích však obě tekutiny proudí stejným směrem a vztah mezi koncentracemi rychle dosahuje rovnováhy, čímž účinně zastaví výměnu.Plná burzovní oblast za větší účinnost.Tato účinnost obvykle umožňuje přenosové hodnoty 100%, přičemž tok příjemce opouští systém se stejnou koncentrací tepla nebo chemikálií, jako je tok dárce.Totéž však nelze říci o souběžných burzách, s průměrnými přenosovými hodnotami běžícími v oblasti 50%.Díky tomu je metoda pro protiproudové výměny vhodné pro průmyslové procesy, jako jsou regenerační výměnu tepla a metody biologického přenosu, včetně renálních a plicních funkcí.