Scheda di esercizi di Scambiatori di calore (LMTD) con soluzioni

Scheda di esercizi di Scambiatori di calore (LMTD) gratuita e stampabile: 6 esercizi dal livello facile a quello d’esame, con le soluzioni. Stampala o salvala come PDF.

Nuova schedaEsercitati online con i suggerimenti

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Nome: ____________________   Data: ____________

1.Facile
lunghezzaT100 °C80 °C25 °C75 °CΔT₁ΔT₂equicorrente

In uno scambiatore di calore equicorrente il fluido caldo si raffredda da 100 a 80 °C mentre il fluido freddo si riscalda da 25 a 75 °C. Trova la differenza di temperatura media logaritmica ΔTlm.

Th: 100 → 80 °CTc: 25 → 75 °C
ΔTlm = K
2.Facile
lunghezzaT130 °C65 °C95 °C20 °CΔT₁ΔT₂controcorrente

In uno scambiatore controcorrente il fluido caldo si raffredda da 130 a 65 °C mentre il fluido freddo si riscalda da 20 a 95 °C. Trova la differenza di temperatura media logaritmica ΔTlm.

Th: 130 → 65 °CTc: 20 → 95 °C
ΔTlm = K
3.Media
lunghezzaT160 °C50 °C100 °C25 °CΔT₁ΔT₂controcorrente

Uno scambiatore controcorrente trasferisce 500 kW. Il fluido caldo si raffredda da 160 a 50 °C e il fluido freddo si riscalda da 25 a 100 °C. Il coefficiente globale di scambio è 200 W/(m²·K). Trova l’area di scambio A necessaria.

Q̇ = 500 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 160 → 50 °CTc: 25 → 100 °C
A = m²
4.Media
lunghezzaT125 °C80 °C20 °C40 °CΔT₁ΔT₂equicorrente

Uno scambiatore equicorrente trasferisce 440 kW. Il fluido caldo si raffredda da 125 a 80 °C e il fluido freddo si riscalda da 20 a 40 °C. Il coefficiente globale di scambio è 500 W/(m²·K). Trova l’area di scambio A necessaria.

Q̇ = 440 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 125 → 80 °CTc: 20 → 40 °C
A = m²
5.Difficile
lunghezzaT100 °C25 °C?ΔT₁ΔT₂vapore che condensa

Il vapore condensa a 100 °C costanti all’esterno dei tubi di un condensatore con un’area di scambio di 1,5 m² e U = 3000 W/(m²·K). L’acqua di raffreddamento (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra nei tubi a 25 °C. Trova la temperatura di uscita dell’acqua Tc,out.

Ts = 100 °CA = 1,5 m²U = 3000 W/(m²·K)ṁ = 0,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C
6.Difficile
lunghezzaT100 °C20 °C?ΔT₁ΔT₂vapore che condensa

Il vapore condensa a 100 °C costanti all’esterno dei tubi di un condensatore con un’area di scambio di 4 m² e U = 2000 W/(m²·K). L’acqua di raffreddamento (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra nei tubi a 20 °C. Trova la temperatura di uscita dell’acqua Tc,out.

Ts = 100 °CA = 4 m²U = 2000 W/(m²·K)ṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C

Soluzioni

  1. 1. ΔTlm = 25,85 K
  2. 2. ΔTlm = 39,79 K
  3. 3. A = 62,53 m²
  4. 4. A = 13,07 m²
  5. 5. Tc,out = 91,29 °C
  6. 6. Tc,out = 77,67 °C

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