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
lunghezzaT175 °C60 °C25 °C50 °CΔT₁ΔT₂equicorrente

In uno scambiatore di calore equicorrente il fluido caldo si raffredda da 175 a 60 °C mentre il fluido freddo si riscalda da 25 a 50 °C. Trova la differenza di temperatura media logaritmica ΔTlm.

Th: 175 → 60 °CTc: 25 → 50 °C
ΔTlm = K
2.Facile
lunghezzaT125 °C70 °C100 °C10 °CΔT₁ΔT₂controcorrente

In uno scambiatore controcorrente il fluido caldo si raffredda da 125 a 70 °C mentre il fluido freddo si riscalda da 10 a 100 °C. Trova la differenza di temperatura media logaritmica ΔTlm.

Th: 125 → 70 °CTc: 10 → 100 °C
ΔTlm = K
3.Media
lunghezzaT165 °C35 °C65 °C15 °CΔT₁ΔT₂controcorrente

Uno scambiatore controcorrente trasferisce 390 kW. Il fluido caldo si raffredda da 165 a 35 °C e il fluido freddo si riscalda da 15 a 65 °C. Il coefficiente globale di scambio è 200 W/(m²·K). Trova l’area di scambio A necessaria.

Q̇ = 390 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 165 → 35 °CTc: 15 → 65 °C
A = m²
4.Media
lunghezzaT160 °C40 °C20 °C30 °CΔT₁ΔT₂equicorrente

Uno scambiatore equicorrente trasferisce 100 kW. Il fluido caldo si raffredda da 160 a 40 °C e il fluido freddo si riscalda da 20 a 30 °C. Il coefficiente globale di scambio è 800 W/(m²·K). Trova l’area di scambio A necessaria.

Q̇ = 100 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 160 → 40 °CTc: 20 → 30 °C
A = m²
5.Difficile
lunghezzaT95 °C70 °C43,34 °C25 °CΔT₁ΔT₂controcorrente

Olio caldo (2 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) si raffredda da 95 a 70 °C in uno scambiatore controcorrente. Riscalda 1,5 kg/s di acqua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) che entra a 25 °C. Con U = 1500 W/(m²·K), trova l’area di scambio A necessaria.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 95 → 70 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
6.Difficile
lunghezzaT135 °C80 °C90,53 °C30 °CΔT₁ΔT₂controcorrente

Olio caldo (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) si raffredda da 135 a 80 °C in uno scambiatore controcorrente. Riscalda 0,5 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 = 1 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 135 → 80 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²

Soluzioni

  1. 1. ΔTlm = 51,7 K
  2. 2. ΔTlm = 39,98 K
  3. 3. A = 39,23 m²
  4. 4. A = 2,538 m²
  5. 5. A = 1,589 m²
  6. 6. A = 2,681 m²

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