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
lunghezzaT130 °C60 °C?10 °CΔT₁ΔT₂controcorrente

Olio caldo (1,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) si raffredda da 130 a 60 °C in uno scambiatore controcorrente. Riscalda 1,5 kg/s di acqua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) che entra a 10 °C. Non c’è dispersione di calore verso l’ambiente. Trova la temperatura di uscita dell’acqua Tc,out.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 130 → 60 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C
2.Facile
lunghezzaT80 °C45 °C45 °C30 °CΔT₁ΔT₂controcorrente

In uno scambiatore controcorrente il fluido caldo si raffredda da 80 a 45 °C mentre il fluido freddo si riscalda da 30 a 45 °C. Trova la differenza di temperatura media logaritmica ΔTlm.

Th: 80 → 45 °CTc: 30 → 45 °C
ΔTlm = K
3.Media
lunghezzaT110 °C50 °C95 °C15 °CΔT₁ΔT₂controcorrente

Uno scambiatore controcorrente trasferisce 160 kW. Il fluido caldo si raffredda da 110 a 50 °C e il fluido freddo si riscalda da 15 a 95 °C. Il coefficiente globale di scambio è 200 W/(m²·K). Trova l’area di scambio A necessaria.

Q̇ = 160 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 110 → 50 °CTc: 15 → 95 °C
A = m²
4.Media
lunghezzaT95 °C80 °C80 °C30 °CΔT₁ΔT₂controcorrente

Uno scambiatore controcorrente trasferisce 160 kW. Il fluido caldo si raffredda da 95 a 80 °C e il fluido freddo si riscalda da 30 a 80 °C. Il coefficiente globale di scambio è 1500 W/(m²·K). Trova l’area di scambio A necessaria.

Q̇ = 160 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 95 → 80 °CTc: 30 → 80 °C
A = m²
5.Difficile
lunghezzaT85 °C45 °C35,07 °C20 °CΔT₁ΔT₂controcorrente

Olio caldo (1,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) si raffredda da 85 a 45 °C in uno scambiatore controcorrente. Riscalda 2 kg/s di acqua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) che entra a 20 °C. Con U = 500 W/(m²·K), trova l’area di scambio A necessaria.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 85 → 45 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.Difficile
lunghezzaT95 °C35 °C38,92 °C15 °CΔT₁ΔT₂controcorrente

Olio caldo (2 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) si raffredda da 95 a 35 °C in uno scambiatore controcorrente. Riscalda 3 kg/s di acqua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) che entra a 15 °C. Con U = 1500 W/(m²·K), trova l’area di scambio A necessaria.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 95 → 35 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²

Soluzioni

  1. 1. Tc,out = 45,17 °C
  2. 2. ΔTlm = 23,6 K
  3. 3. A = 33,89 m²
  4. 4. A = 3,669 m²
  5. 5. A = 6,993 m²
  6. 6. A = 5,716 m²

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