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 °C125 °C30 °C10 °CΔT₁ΔT₂controcorrente

In uno scambiatore controcorrente il fluido caldo si raffredda da 160 a 125 °C mentre il fluido freddo si riscalda da 10 a 30 °C. Trova la differenza di temperatura media logaritmica ΔTlm.

Th: 160 → 125 °CTc: 10 → 30 °C
ΔTlm = K
2.Facile
lunghezzaT85 °C70 °C45 °C25 °CΔT₁ΔT₂controcorrente

In uno scambiatore controcorrente il fluido caldo si raffredda da 85 a 70 °C mentre il fluido freddo si riscalda da 25 a 45 °C. Trova la differenza di temperatura media logaritmica ΔTlm.

Th: 85 → 70 °CTc: 25 → 45 °C
ΔTlm = K
3.Media
lunghezzaT140 °C45 °C65 °C20 °CΔT₁ΔT₂controcorrente

Uno scambiatore controcorrente trasferisce 490 kW. Il fluido caldo si raffredda da 140 a 45 °C e il fluido freddo si riscalda da 20 a 65 °C. Il coefficiente globale di scambio è 1500 W/(m²·K). Trova l’area di scambio A necessaria.

Q̇ = 490 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 140 → 45 °CTc: 20 → 65 °C
A = m²
4.Media
lunghezzaT135 °C115 °C20 °C80 °CΔT₁ΔT₂equicorrente

Uno scambiatore di calore equicorrente trasferisce 100 kW. La sua area di scambio è 8 m². Il fluido caldo si raffredda da 135 a 115 °C e il fluido freddo si riscalda da 20 a 80 °C. Trova il coefficiente globale di scambio U.

Q̇ = 100 kWA = 8 m²Th: 135 → 115 °CTc: 20 → 80 °C
U = W/(m²·K)
5.Difficile
lunghezzaT165 °C??20 °CΔT₁ΔT₂controcorrente

In uno scambiatore controcorrente entrambe le correnti hanno la stessa capacità termica oraria, ṁ·cp = 1 kW/K. La corrente calda entra a 165 °C e quella fredda a 20 °C. Lo scambiatore ha A = 5 m² e U = 300 W/(m²·K). Trova la temperatura di uscita della corrente calda Th,out.

Ch = Cc = 1 kW/KTh,in = 165 °CTc,in = 20 °CA = 5 m²U = 300 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Difficile
lunghezzaT105 °C25 °C?ΔT₁ΔT₂vapore che condensa

Il vapore condensa a 105 °C costanti all’esterno dei tubi di un condensatore con un’area di scambio di 8 m² e U = 1500 W/(m²·K). L’acqua di raffreddamento (2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra nei tubi a 25 °C. Trova la temperatura di uscita dell’acqua Tc,out.

Ts = 105 °CA = 8 m²U = 1500 W/(m²·K)ṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C

Soluzioni

  1. 1. ΔTlm = 122,3 K
  2. 2. ΔTlm = 42,45 K
  3. 3. A = 7,178 m²
  4. 4. U = 185,9 W/(m²·K)
  5. 5. Th,out = 78 °C
  6. 6. Tc,out = 85,96 °C

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