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

In uno scambiatore controcorrente il fluido caldo si raffredda da 115 a 35 °C mentre il fluido freddo si riscalda da 15 a 105 °C. Trova la differenza di temperatura media logaritmica ΔT_lm.

In uno scambiatore controcorrente il fluido caldo si raffredda da 120 a 75 °C mentre il fluido freddo si riscalda da 10 a 90 °C. Trova la differenza di temperatura media logaritmica ΔT_lm.

In un condensatore, il vapore condensa a 130 °C costanti all’esterno dei tubi. L’acqua di raffreddamento (2 kg/s, c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) scorre nei tubi e si riscalda da 20 a 95 °C. Il coefficiente globale di scambio è 2500 W/(m²·K). Trova l’area di scambio A necessaria.

Uno scambiatore equicorrente trasferisce 480 kW. Il fluido caldo si raffredda da 80 a 65 °C e il fluido freddo si riscalda da 15 a 30 °C. Il coefficiente globale di scambio è 300 W/(m²·K). Trova l’area di scambio A necessaria.

In uno scambiatore a doppio tubo controcorrente, olio caldo (1 kg/s, c_p = 2,1 kJ/(kg·K)) scorre nel tubo interno e si raffredda da 105 a 75 °C. Acqua (0,8 kg/s, c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) nell’intercapedine anulare entra a 25 °C. Il tubo interno ha un diametro di 50 mm, e U = 150 W/(m²·K) è riferito a questo diametro. Trova la lunghezza del tubo L necessaria.

Il vapore condensa a 105 °C costanti all’esterno dei tubi di un condensatore con un’area di scambio di 3 m² e U = 3000 W/(m²·K). L’acqua di raffreddamento (2 kg/s, c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) entra nei tubi a 30 °C. Trova la temperatura di uscita dell’acqua T_c,out.