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 °C40 °C25 °C15 °CΔT₁ΔT₂controcorrente

In uno scambiatore controcorrente il fluido caldo si raffredda da 100 a 40 °C mentre il fluido freddo si riscalda da 15 a 25 °C. Trova la differenza di temperatura media logaritmica ΔTlm.

Th: 100 → 40 °CTc: 15 → 25 °C
ΔTlm = K
2.Facile
lunghezzaT145 °C105 °C50 °C20 °CΔT₁ΔT₂controcorrente

In uno scambiatore controcorrente il fluido caldo si raffredda da 145 a 105 °C mentre il fluido freddo si riscalda da 20 a 50 °C. Trova la differenza di temperatura media logaritmica ΔTlm.

Th: 145 → 105 °CTc: 20 → 50 °C
ΔTlm = K
3.Media
lunghezzaT155 °C110 °C135 °C20 °CΔT₁ΔT₂controcorrente

Uno scambiatore controcorrente trasferisce 410 kW. Il fluido caldo si raffredda da 155 a 110 °C e il fluido freddo si riscalda da 20 a 135 °C. Il coefficiente globale di scambio è 500 W/(m²·K). Trova l’area di scambio A necessaria.

Q̇ = 410 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 155 → 110 °CTc: 20 → 135 °C
A = m²
4.Media
lunghezzaT140 °C25 °C70 °CΔT₁ΔT₂vapore che condensa

In un condensatore, il vapore condensa a 140 °C costanti all’esterno dei tubi. L’acqua di raffreddamento (2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) scorre nei tubi e si riscalda da 25 a 70 °C. Il coefficiente globale di scambio è 3000 W/(m²·K). Trova l’area di scambio A necessaria.

Ts = 140 °Cṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 25 → 70 °CU = 3000 W/(m²·K)
A = m²
5.Difficile
lunghezzaT95 °C50 °C46,51 °C30 °CΔT₁ΔT₂controcorrente

Olio caldo (2 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) si raffredda da 95 a 50 °C in uno scambiatore controcorrente. Riscalda 3 kg/s di acqua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) che entra a 30 °C. Con U = 1000 W/(m²·K), trova l’area di scambio A necessaria.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 95 → 50 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
6.Difficile
lunghezzaT175 °C100 °C56,27 °C15 °CΔT₁ΔT₂controcorrente

Olio caldo (2 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) si raffredda da 175 a 100 °C in uno scambiatore controcorrente. Riscalda 2 kg/s di acqua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) che entra a 15 °C. Con U = 200 W/(m²·K), trova l’area di scambio A necessaria.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 175 → 100 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²

Soluzioni

  1. 1. ΔTlm = 45,51 K
  2. 2. ΔTlm = 89,91 K
  3. 3. A = 17,62 m²
  4. 4. A = 1,383 m²
  5. 5. A = 6,434 m²
  6. 6. A = 17,09 m²

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