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
lunghezzaT145 °C90 °C90 °C30 °CΔT₁ΔT₂controcorrente

In uno scambiatore controcorrente il fluido caldo si raffredda da 145 a 90 °C mentre il fluido freddo si riscalda da 30 a 90 °C. Trova la differenza di temperatura media logaritmica ΔTlm.

Th: 145 → 90 °CTc: 30 → 90 °C
ΔTlm = K
2.Facile
lunghezzaT165 °C100 °C30 °C50 °CΔT₁ΔT₂equicorrente

In uno scambiatore di calore equicorrente il fluido caldo si raffredda da 165 a 100 °C mentre il fluido freddo si riscalda da 30 a 50 °C. Trova la differenza di temperatura media logaritmica ΔTlm.

Th: 165 → 100 °CTc: 30 → 50 °C
ΔTlm = K
3.Media
lunghezzaT160 °C45 °C15 °C30 °CΔT₁ΔT₂equicorrente

Uno scambiatore equicorrente trasferisce 170 kW. Il fluido caldo si raffredda da 160 a 45 °C e il fluido freddo si riscalda da 15 a 30 °C. Il coefficiente globale di scambio è 800 W/(m²·K). Trova l’area di scambio A necessaria.

Q̇ = 170 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 160 → 45 °CTc: 15 → 30 °C
A = m²
4.Media
lunghezzaT145 °C130 °C15 °C125 °CΔT₁ΔT₂equicorrente

Uno scambiatore di calore equicorrente trasferisce 300 kW. La sua area di scambio è 5 m². Il fluido caldo si raffredda da 145 a 130 °C e il fluido freddo si riscalda da 15 a 125 °C. Trova il coefficiente globale di scambio U.

Q̇ = 300 kWA = 5 m²Th: 145 → 130 °CTc: 15 → 125 °C
U = W/(m²·K)
5.Difficile
lunghezzaT80 °C60 °C35,02 °C30 °CΔT₁ΔT₂controcorrente

Olio caldo (1 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) si raffredda da 80 a 60 °C in uno scambiatore controcorrente. Riscalda 2 kg/s di acqua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) che entra a 30 °C. Con U = 1500 W/(m²·K), trova l’area di scambio A necessaria.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 80 → 60 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
6.Difficile
lunghezzaT80 °C??30 °CΔT₁ΔT₂controcorrente

In uno scambiatore controcorrente entrambe le correnti hanno la stessa capacità termica oraria, ṁ·cp = 1,5 kW/K. La corrente calda entra a 80 °C e quella fredda a 30 °C. Lo scambiatore ha A = 4 m² e U = 200 W/(m²·K). Trova la temperatura di uscita della corrente calda Th,out.

Ch = Cc = 1,5 kW/KTh,in = 80 °CTc,in = 30 °CA = 4 m²U = 200 W/(m²·K)
Th,out = °C

Soluzioni

  1. 1. ΔTlm = 57,46 K
  2. 2. ΔTlm = 85,58 K
  3. 3. A = 3,708 m²
  4. 4. U = 1564 W/(m²·K)
  5. 5. A = 0,7571 m²
  6. 6. Th,out = 62,61 °C

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