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

Per i docenti: gratuita da stampare, copiare e usare in classe. Ogni nuova scheda ha nuovi valori e le sue soluzioni. Un link a ExamProblems nella pagina del corso è molto apprezzato.

Nome: ____________________   Data: ____________

1.Facile
lunghezzaT80 °C50 °C70 °C10 °CΔT₁ΔT₂controcorrente

In uno scambiatore controcorrente il fluido caldo si raffredda da 80 a 50 °C mentre il fluido freddo si riscalda da 10 a 70 °C. Trova la differenza di temperatura media logaritmica ΔTlm.

Th: 80 → 50 °CTc: 10 → 70 °C
ΔTlm = K
2.Facile
lunghezzaT180 °C85 °C150 °C15 °CΔT₁ΔT₂controcorrente

In uno scambiatore controcorrente il fluido caldo si raffredda da 180 a 85 °C mentre il fluido freddo si riscalda da 15 a 150 °C. Trova la differenza di temperatura media logaritmica ΔTlm.

Th: 180 → 85 °CTc: 15 → 150 °C
ΔTlm = K
3.Media
lunghezzaT110 °C40 °C85 °C20 °CΔT₁ΔT₂controcorrente

Uno scambiatore controcorrente trasferisce 490 kW. Il fluido caldo si raffredda da 110 a 40 °C e il fluido freddo si riscalda da 20 a 85 °C. Il coefficiente globale di scambio è 200 W/(m²·K). Trova l’area di scambio A necessaria.

Q̇ = 490 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 110 → 40 °CTc: 20 → 85 °C
A = m²
4.Media
lunghezzaT120 °C10 °C65 °CΔT₁ΔT₂vapore che condensa

In un condensatore, il vapore condensa a 120 °C costanti all’esterno dei tubi. L’acqua di raffreddamento (3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) scorre nei tubi e si riscalda da 10 a 65 °C. Il coefficiente globale di scambio è 3500 W/(m²·K). Trova l’area di scambio A necessaria.

Ts = 120 °Cṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 10 → 65 °CU = 3500 W/(m²·K)
A = m²
5.Difficile
lunghezzaT125 °C80 °C38,46 °C25 °CΔT₁ΔT₂controcorrente

Olio caldo (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) si raffredda da 125 a 80 °C in uno scambiatore controcorrente. Riscalda 1 kg/s di acqua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) che entra a 25 °C. Con U = 800 W/(m²·K), trova l’area di scambio A necessaria.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 125 → 80 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
6.Difficile
lunghezzaT135 °C40 °C76,82 °C20 °CΔT₁ΔT₂controcorrente

Olio caldo (2 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) si raffredda da 135 a 40 °C in uno scambiatore controcorrente. Riscalda 2 kg/s di acqua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) che entra a 20 °C. Con U = 800 W/(m²·K), trova l’area di scambio A necessaria.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 135 → 40 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²

Soluzioni

  1. 1. ΔTlm = 21,64 K
  2. 2. ΔTlm = 47,21 K
  3. 3. A = 109,3 m²
  4. 4. A = 2,483 m²
  5. 5. A = 1,01 m²
  6. 6. A = 16,61 m²

Soluzioni complete passo passo: esercitati su questo argomento su examproblems.com.