Scheda di esercizi di Scambiatori di calore (LMTD) con soluzioni

In uno scambiatore controcorrente il fluido caldo si raffredda da 95 a 80 °C mentre il fluido freddo si riscalda da 20 a 70 °C. Trova la differenza di temperatura media logaritmica ΔT_lm.

In uno scambiatore di calore equicorrente il fluido caldo si raffredda da 150 a 90 °C mentre il fluido freddo si riscalda da 30 a 80 °C. Trova la differenza di temperatura media logaritmica ΔT_lm.

Uno scambiatore a fascio tubiero (un passaggio lato mantello, due passaggi lato tubi) deve trasferire 640 kW. Il fluido caldo si raffredda da 180 a 55 °C e il fluido freddo si riscalda da 20 a 115 °C. Il fattore di correzione della LMTD per questa configurazione è F = 0,8, e U = 200 W/(m²·K). Trova l’area di scambio A necessaria.

Uno scambiatore controcorrente trasferisce 450 kW. Il fluido caldo si raffredda da 120 a 40 °C e il fluido freddo si riscalda da 20 a 30 °C. Il coefficiente globale di scambio è 1000 W/(m²·K). Trova l’area di scambio A necessaria.

Olio caldo (2 kg/s, c_p = 2,3 kJ/(kg·K)) si raffredda da 150 a 115 °C in uno scambiatore controcorrente. Riscalda 0,5 kg/s di acqua (c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) che entra a 30 °C. Con U = 800 W/(m²·K), trova l’area di scambio A necessaria.

In uno scambiatore controcorrente entrambe le correnti hanno la stessa capacità termica oraria, ṁ·c_p = 1,5 kW/K. La corrente calda entra a 120 °C e quella fredda a 25 °C. Lo scambiatore ha A = 6 m² e U = 200 W/(m²·K). Trova la temperatura di uscita della corrente calda T_h,out.