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 scheda Esercitati online con i suggerimenti

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Nome: ____________________ Data: ____________

1.Facile

In uno scambiatore controcorrente il fluido caldo si raffredda da 160 a 140 °C mentre il fluido freddo si riscalda da 15 a 55 °C. Trova la differenza di temperatura media logaritmica ΔT_lm.

T_h: 160 → 140 °CT_c: 15 → 55 °C

ΔT_lm = K

2.Facile

Uno scambiatore di calore controcorrente ha un’area di scambio di 6 m² e un coefficiente globale di scambio di 1500 W/(m²·K). Il fluido caldo si raffredda da 175 a 85 °C e il fluido freddo si riscalda da 20 a 35 °C. Trova la potenza termica scambiata Q̇.

A = 6 m²U = 1500 W/(m²·K)T_h: 175 → 85 °CT_c: 20 → 35 °C

Q̇ = kW

3.Media

Uno scambiatore di calore equicorrente trasferisce 480 kW. La sua area di scambio è 25 m². Il fluido caldo si raffredda da 95 a 50 °C e il fluido freddo si riscalda da 30 a 45 °C. Trova il coefficiente globale di scambio U.

Q̇ = 480 kWA = 25 m²T_h: 95 → 50 °CT_c: 30 → 45 °C

U = W/(m²·K)

4.Media

Uno scambiatore controcorrente trasferisce 70 kW. Il fluido caldo si raffredda da 180 a 135 °C e il fluido freddo si riscalda da 30 a 130 °C. Il coefficiente globale di scambio è 800 W/(m²·K). Trova l’area di scambio A necessaria.

Q̇ = 70 kWU = 800 W/(m²·K)T_h: 180 → 135 °CT_c: 30 → 130 °C

A = m²

5.Difficile

Olio caldo (1 kg/s, c_p = 2,5 kJ/(kg·K)) si raffredda da 155 a 105 °C in uno scambiatore controcorrente. Riscalda 0,5 kg/s di acqua (c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) che entra a 10 °C. Con U = 200 W/(m²·K), trova l’area di scambio A necessaria.

ṁ_h = 1 kg/sc_p,h = 2,5 kJ/(kg·K)T_h: 155 → 105 °Cṁ_c = 0,5 kg/sc_p,c = 4,18 kJ/(kg·K)T_c,in = 10 °CU = 200 W/(m²·K)

A = m²

6.Difficile

Olio caldo (0,5 kg/s, c_p = 2,5 kJ/(kg·K)) si raffredda da 155 a 90 °C in uno scambiatore controcorrente. Riscalda 1 kg/s di acqua (c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) che entra a 25 °C. Con U = 500 W/(m²·K), trova l’area di scambio A necessaria.

ṁ_h = 0,5 kg/sc_p,h = 2,5 kJ/(kg·K)T_h: 155 → 90 °Cṁ_c = 1 kg/sc_p,c = 4,18 kJ/(kg·K)T_c,in = 25 °CU = 500 W/(m²·K)

A = m²

Soluzioni

1. ΔT_lm = 114,7 K
2. Q̇ = 879,8 kW
3. U = 820,8 W/(m²·K)
4. A = 1,18 m²
5. A = 6,944 m²
6. A = 1,895 m²

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