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
lunghezzaT160 °C115 °C50 °C30 °CΔT₁ΔT₂controcorrente

In uno scambiatore controcorrente il fluido caldo si raffredda da 160 a 115 °C mentre il fluido freddo si riscalda da 30 a 50 °C. Trova la differenza di temperatura media logaritmica ΔTlm.

Th: 160 → 115 °CTc: 30 → 50 °C
ΔTlm = K
2.Facile
lunghezzaT170 °C80 °C105 °C30 °CΔT₁ΔT₂controcorrente

In uno scambiatore controcorrente il fluido caldo si raffredda da 170 a 80 °C mentre il fluido freddo si riscalda da 30 a 105 °C. Trova la differenza di temperatura media logaritmica ΔTlm.

Th: 170 → 80 °CTc: 30 → 105 °C
ΔTlm = K
3.Media
lunghezzaT125 °C95 °C15 °C55 °CΔT₁ΔT₂equicorrente

Uno scambiatore equicorrente trasferisce 390 kW. Il fluido caldo si raffredda da 125 a 95 °C e il fluido freddo si riscalda da 15 a 55 °C. Il coefficiente globale di scambio è 500 W/(m²·K). Trova l’area di scambio A necessaria.

Q̇ = 390 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 125 → 95 °CTc: 15 → 55 °C
A = m²
4.Media
lunghezzaT120 °C80 °C95 °C25 °CΔT₁ΔT₂controcorrente

Uno scambiatore controcorrente trasferisce 450 kW. Il fluido caldo si raffredda da 120 a 80 °C e il fluido freddo si riscalda da 25 a 95 °C. Il coefficiente globale di scambio è 800 W/(m²·K). Trova l’area di scambio A necessaria.

Q̇ = 450 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 120 → 80 °CTc: 25 → 95 °C
A = m²
5.Difficile
lunghezzaT110 °C50 °C91,03 °C25 °CΔT₁ΔT₂controcorrente

Olio caldo (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) si raffredda da 110 a 50 °C in uno scambiatore controcorrente. Riscalda 0,5 kg/s di acqua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) che entra a 25 °C. Con U = 1000 W/(m²·K), trova l’area di scambio A necessaria.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 110 → 50 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
6.Difficile
lunghezzaT120 °C20 °C?ΔT₁ΔT₂vapore che condensa

Il vapore condensa a 120 °C costanti all’esterno dei tubi di un condensatore con un’area di scambio di 2 m² e U = 3000 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 = 120 °CA = 2 m²U = 3000 W/(m²·K)ṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C

Soluzioni

  1. 1. ΔTlm = 96,96 K
  2. 2. ΔTlm = 57,17 K
  3. 3. A = 11,27 m²
  4. 4. A = 14,78 m²
  5. 5. A = 6,317 m²
  6. 6. Tc,out = 81,59 °C

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